用于提供射频发射信号的数模转换电路、装置和方法

文档序号:10660412阅读:460来源:国知局
用于提供射频发射信号的数模转换电路、装置和方法
【专利摘要】本公开涉及用于提供射频发射信号的数模转换电路、装置和方法。包括多个数模转换器单元的数模转换器电路被提供。多个数模转换器单元中的第一数模转换器单元包括单元控制模块,其被配置为在预定义的时间间隔期间基于数字输入信号向第一数模转换器单元的电容性元件的第一电极交替提供第一电压和第二电压。多个数模转换器单元中的第二数模转换器单元包括单元控制模块,其被配置为在预定义的时间间隔期间向第二数模转换器单元的电容性元件的第一电极提供第三电压。第一电压高于对应于数字输入信号的第一数字阈值电平的上限阈值电压,第二电压低于对应于数字输入信号的第二数字阈值电平的下限阈值电压。第三电压持续在上限阈值电压和下限阈值电压之间。
【专利说明】
用于提供射频发射信号的数模转换电路、装置和方法
技术领域
[0001] 本公开的示例涉及电子信号的数模转换,更加具体地涉及用于提供射频发射信号 的数模转换电路、装置和方法。
【背景技术】
[0002] 在移动通信中,各种不同的频带被用于对射频(RF)信号的发送和接收。因此,移动 通信设备的RF收发机或RF发射机必须能够在这些频带内运行,这对于RF收发机或RF发射机 提出了高要求。例如,在2014年,移动通信设备的收发机必须以704MHz和2690MHz之间的频 率运行。例如,必须支持用于长期演进(LTE)系统内的频分双工(FDD)通信的频带1、2、3、5、 7、8、9、11、18、19、20、21、25、26和28,用于LTE系统内的时分双工(TDD)通信的频带38、39、40 和41,用于通用移动通信系统内的时分同步码分多址(TD-SCDMA)通信的频带34和39,以及 用于UMTS内的宽带码分多址(W⑶MA)通信的频带1至6、8、9和19。因此,收发机需要覆盖 117%的相对带宽。例如,在2015年,附加的频带30、42、43、10、23、24、33、35、36、37、12、13、 14、17、27、44和TV600可以被支持,从而移动通信设备的收发机能够在570MHz和3800MHz之 间的频率运行。因此,收发机需要覆盖148%的相对带宽。在未来几年内,预期到的是将进一 步地拓宽要由移动通信设备的收发机支持的频谱。例如,频谱的下限可能被移至450MHz。可 以预期到150%甚至更大的相对带宽。
[0003] 另外,RF收发机可以支持载波聚合,即聚合两个或更多个分量载波。
[0004] 对于可用的收发机技术,移动通信设备中需要不断增加的数目的发射输出级(包 括例如数模转换器(DAC)和针对射频应用的电感匹配网络)来处理上述需求。因此,可能期 望经改进的发射级。

【发明内容】

[0005] 根据本发明的第一方面,提供了一种数模转换器电路,包括:多个数模转换器单 元,这些数模转换器单元包括:第一数模转换器单元,该第一数模转换器单元包括单元控制 模块,该单元控制模块被配置为在预定义的时间间隔期间基于数字输入信号向所述第一数 模转换器单元的电容性元件的第一电极交替提供第一电压和第二电压,其中所述第一电压 高于对应于所述数字输入信号的第一数字阈值电平的上限阈值电压,并且所述第二电压低 于对应于所述数字输入信号的第二数字阈值电平的下限阈值电压,以及第二数模转换器单 元,该第二数模转换器单元包括单元控制模块,该单元控制模块被配置为在所述预定义的 时间间隔期间向所述第二数模转换器单元的电容性元件的第一电极提供第三电压,其中所 述第三电压在所述预定义的时间间隔期间持续处于所述上限阈值电压和所述下限阈值电 压之间。
[0006] 根据本发明的第二方面,提供了一种包括多个数模转换器单元的数模转换器电 路,其中所述多个数模转换器单元中的数模转换器单元包括:单元控制模块,该单元控制模 块连接至第一场效应晶体管的栅极和第二场效应晶体管的栅极,其中所述第一场效应晶体 管和所述第二场效应晶体管被连接至所述数模转换器单元的中间节点,其中所述单元控制 模块被配置为保持所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管同时处于非导通状态, 以将所述数模转换器单元切换至三态模式;以及偏置模块,该偏置模块被耦合至所述数模 转换器单元的所述中间节点,其中所述偏置模块被配置为在所述数模转换器单元处于所述 三态模式的情况下将所述中间节点的电压拉至所期望的偏置电压。
[0007] 根据本发明的第三方面,提供了一种收发机,该收发机包括根据本发明的第一方 面的数模转换器电路或根据本发明的第二方面的数模转换器电路。
[0008] 根据本发明的第四方面,提供了一种移动通信设备,包括根据本发明的第三方面 的收发机。
[0009] 根据本发明的第五方法,提供了一种使用多个数模转换器单元的数模转换方法, 包括:在预定义的时间间隔期间,基于数字输入信号向所述多个数模转换器单元中的第一 数模转换器单元的电容性元件的第一电极交替提供第一电压和第二电压,其中所述第一电 压高于对应于所述数字输入信号的第一数字阈值电平的上限阈值电压,并且所述第二电压 低于对应于所述数字输入信号的第二数字阈值电平的下限阈值电压,以及在所述预定义的 时间间隔期间,向第二数模转换器单元的电容性元件的第一电极提供第三电压,其中所述 第三电压在所述预定义的时间间隔期间持续处于所述上限阈值电压和所述下限阈值电压 之间。
[0010] 根据本发明的第六方面,提供了一种使用多个数模转换器单元的数模转换方法, 其中操作所述多个数模转换器单元中的一个数模转换器单元包括:保持第一场效应晶体管 和第二场效应晶体管同时处于非导通状态,以将所述数模转换器单元切换至三态模式,并 且其中所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管被连接至所述数模转换器单元的 中间节点;在所述数模转换器单元处于所述三态模式的情况下,将所述中间节点的电压拉 至所期望的偏置电压。
[0011] 根据本发明的第七方面,提供了一种存储有程序的计算机可读存储介质,所述程 序具有程序代码,所述程序当在计算机或处理器上被执行时,实现根据本发明的第五方面 和第六方面的方法。
【附图说明】
[0012] 下面将通过示例的方式并参考附图来描述设备和/或方法的一些示例,其中
[0013] 图1使出了数模转换器电路的示例;
[0014] 图2示出了被包括在示例性数模转换器电路中的多个数模转换器单元的总电容和 第一电极被提供有第三电势的电容性元件所占比例之间的关系的示例;
[0015] 图3示出了提供给示例性数模转换器电路的最佳电感和示例性数模转换器电路输 出的频率之间的关系的不例;
[0016] 图4示出了开关电容器RF DAC和连接的电感元件的示例;
[0017] 图5示出了图4所示的开关电容器RF DAC的A部分的详细视图;
[0018]图6示出了提供给开关电容器RF DAC的最佳电感和该开关电容器RF DAC输出的模 拟信号的频率之间的关系的示例;
[0019]图7示出了数模转换器单元的示例;
[0020] 图8示出了数模转换器单元处于第三电压被提供至电容性元件的第一电极的状态 的示例;
[0021] 图9示出了数模转换器单元处于第一或第二电压被提供至电容的第一电极的状态 的示例;
[0022]图10示出了数模转换器单元的示例;
[0023]图11示出了数模转换器单元的示例;
[0024]图12示出了数模转换器单元的示例;
[0025]图13示出了数模转换器单元的示例;
[0026] 图14示出了数模转换器单元的另一示例;
[0027] 图15示出了用于提供RF发射信号的装置的示例,其包括数模转换器电路的示例;
[0028] 图16示出了提供给示例性数模转换器电路的最佳电感和数模转换器电路输出的 模拟射频发射信号的载波频率之间的关系的示例;
[0029] 图17示出了包括示例性数模转换器电路的移动通信设备的示例;
[0030] 图18示出了数模信号转换方法的示例的流程图;以及 [0031 ]图19示出了另一数模信号转换方法的示例的流程图。
【具体实施方式】
[0032] 现在将参考附图对各种示例进行更加完整的描述,一些示例在附图中被示出。为 了清晰,对图中的线条、图层和/或区域的厚度可能进行了夸大。
[0033] 相应地,虽然示例具有多种多样的变形以及替代形式,但附图中说明性的示例将 在本文中进行详细说明。然而应当理解的是,本文不意图将示例限制于所公开的特定形式, 相反地,示例旨在于覆盖落入到本公开范围内的所有变形、等同物、替代物。在对附图的说 明中,同样的数字指代相同或相似的元件。
[0034]应当理解的是,当一个元件被表述为"连接"或"耦合"到另一元件时,该元件可以 直接或通过中间元件连接或親合至该另一元件。相反地,当一个元件被表述为"直接连接" 或"直接耦合"至另一元件时,则不存在中间元件。用于描述两个元件之间的关系的其他词 汇应该用相似的方式进行解释(如"介于"对"直接介于"、"邻近"对"直接邻近"等)。
[0035] 本文所使用的术语仅用于描述说明性的示例,并非意图限制这些示例。除非文中 明确指出,否则本文所用的单数形式"一" "一个"和"该"也包含复数形式。还应当理解的是 词语"包括""包含"和/或"含有"在本文中使用时用于说明存在所陈述的特征、整数、步骤、 操作、元件和/或组件,但并不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元 件、组件和/或它们的组合。
[0036] 除非明确定义,否则本文使用的所有词语(包括技术和科学术语)都与示例所属的 领域的普通技术人员通常理解的意义相同。需要进一步理解的是,如在通用词典中所定义 的那些词语应该被解释为具有与相关领域的语境中的含义一致的含义,且不能以理想化或 过度正式的意义进行解释,除非文中特别说明。
[0037] 以下各种示例涉及无线或移动通信系统中所使用的设备(例如,手机、基站)或设 备的组件(例如,发射机、收发机)。移动通信系统可以例如对应于由第三代合作伙伴计划 (3GPP)规范化的移动通信系统中的一种,例如全球移动通信系统(GSM)、增强型数据速率 GSM演进技术(EDGE)、GSM EDGE无线电接入网络(GERAN)、高速分组接入(HSPA)、通用陆地无 线电接入网络(UTRAN)或演进型UTRAN(E-UTRAN)、长期演进(LTE)或升级版LTE(LTE-A),或 者使用不同标准的移动通信系统,例如,全球微波互联接入(W頂AX)IEEE 802.16或无线局 域网(WLAN)IEEE 802.11,一般来说基于时分多址〇01^)、频分多址$01^)、正交频分多址 (OFDMA)、码分多址(CDMA)的任何系统等等。术语移动通信系统和移动通信网络可以作为同 义词使用。
[0038] 移动通信系统可以包括可操作以与移动收发机传输无线电信号的多个传输点或 基站收发机。在这些示例中,移动通信系统可以包括移动收发机、中继站收发机和基站收发 机。中继站收发机和基站收发机可以由一个或多个中央单元或一个或多个远程单元组成。
[0039] 移动收发机或移动设备可以对应于智能电话、手机、用户设备(UE)、便携式电脑、 笔记本电脑、个人计算机、个人数字助理(PDA)、通用串行总线(USB)-记忆棒、平板电脑、汽 车等等。移动收发机或终端也可以被称作符合3GPP术语的UE或用户。基站收发机可以位于 网络或系统的固定或静止部分。基站收发机可以对应于远程无线电头端、传输点、接入点、 宏小区、小小区、微小区、微微小区、毫微微小区、城市小区等等。术语小小区可以指代小于 宏小区的任何小区,即微小区、微微小区、毫微微小区或城市小区。另外,毫微微小区被认为 小于微微小区,而微微小区被认为小于微小区。基站收发机可以是有线网络的无线接口,其 使能对UE、移动收发机或中继收发机的无线电信号的发送和接收。这样的无线电信号可以 遵照例如由3GPP规范化的或者一般来说符合上面列举的系统中的一个或多个系统的无线 电信号。因此,基站收发机可以对应于如(1^、洲 〇(1印、8了5、接入点等等。中继站收发机可以 对应于在基站收发机和移动站收发机之间的通信路径中的中间网络节点。中继站收发机可 以分别将从移动收发机接收的信号转发至基站收发机,将从基站收发机接收的信号转发至 移动站收发机。
[0040] 移动通信系统可以呈蜂窝结构。术语小区指代由传输点、远程单元、远程头端、远 程无线电头端、基站收发机、中继收发机或N〇d eB、eN〇deB分别所提供的无线电服务的覆盖 范围。术语小区和基站收发机可以作为同义词使用。在一些示例中,小区可以对应于扇区 (sector)。例如,扇区可以使用扇区天线来实现,该扇区天线提供了覆盖围绕着基站收发机 或远程单元的有角度的扇区的特点。在一些示例中,基站收发机或远程单元可以例如操作 三个小区或六个小区,它们分别覆盖120°扇区(在三个小区的情况下)和60°扇区(在六个小 区的情况下)。同样地,中继收发机可以在其覆盖范围内建立一个或多个小区。移动收发机 可以注册或关联到至少一个小区,即它可以与小区相关联,从而通过使用专用信道、链路或 连接可以在该关联小区的覆盖范围中的移动收发机和网络之间交换数据。由此,移动收发 机可以直接地或间接地注册或关联到中继站或基站收发机,其中间接注册或关联可以通过 一个或多个中继收发机进行。
[0041] 图1示出了数模转换器电路100的示例。数模转换器电路100包括多个数模转换器 单元。
[0042]多个数模转换器单元中的第一数模转换器单元410-1包括单元控制模块414-1,该 单元控制模块414-1被配置为在预定义的时间间隔期间基于数字输入信号444向第一数模 转换器单元410-1的电容性元件411-1的第一电极412-1交替提供第一电压和第二电压。 [0043]多个数模转换器单元中的第二数模转换器单元410-2包括单元控制模块414-2,该 单元控制模块414-2被配置为在预定义的时间间隔期间向第二数模转换器单元410-2的电 容性元件411-2的第一电极412-2提供第三电压。
[0044]第一电压高于对应于数字输入信号444的第一数字阈值电平的上限阈值电压,而 第二电压低于对应于数字输入信号444的第二数字阈值电平的下限阈值电压。第三电压在 预定义的时间间隔期间持续处于上限阈值电压和下限阈值电压之间。
[0045]在预定义的时间间隔期间,单元控制模块414-2允许向第一电极412-2持续提供电 压,该电压并非对应于数字输入信号444的两个逻辑电平。例如,被提供给第一电极412-2的 第三电压可以与单元控制模块414-2的高阻抗态有关。因此,电容性元件411-2的电容可以 从数模转换器电路100的总电容中被有效地去除,其中数模转换器电路100的总电容可以是 多个数模转换器单元中的单个电容之和。例如,电容性元件411-2的电容没有对数模转换器 电路100的总电容做出贡献。因此,数模转换器电路100的总电容可以通过向第一数模转换 器单元410-2的第一电极412-2提供第三电压来缩放调节(scale)。
[0046] 在一些示例中,第一数模转换器单元410-2的电容性元件411-2的第一电极412-2 上的电压在预定义的时间间隔期间可能并未达到第三电压。第一数模转换器单元410-2的 电容性元件411-2的第一电极412-2上的电压还可能受到第一数模转换器单元410-2的电容 性元件411 -2的第二电极413-2的影响。例如,第二电极413-2可以基于数模转换器电路100 中的一个或多个其他数模转换器单元的操作来修改第一电极412-2上的电压。
[0047] 多个数模转换器单元中的每一个数模转换器单元可以基于被输入到该数模转换 器单元的数字信号提供输出信号。输出信号可以具有模拟信号特征。第一数模转换器单元 410-1可以是被包括在数模转换器电路100中的多个数模转换器单元的任何单元。第二数模 转换器单元410-1可以被包括在数模转换器电路100中的多个数模转换器单元中的、除了第 一数模转换器单元410-1之外的任何单元。
[0048]例如,电容性元件411-1或411-2可以是片上电容器(例如,被实现在金属层内或由 半导体衬底的沟槽来实现)。然而,电容性元件411-1或411-2也可以是用于提供电容的任何 其他适当的装置。
[0049]单元控制模块414-1和414-2可以例如包括一个或多个数字逻辑模块,诸如与门、 或门、或非门、非门等等。单元控制模块414-1和414-2可选地包括其他模拟和/或数字电路。 一个或多个数字逻辑模块可以例如被组合以便于控制被耦合到相应的电压源的一个或多 个开关装置。例如,一个或多个数字逻辑模块可以控制一个或多个开关装置,以便于在预定 义的时间间隔期间向相应的电容性元件411-1或411-2的第一电极提供第一电压、第二电压 或第三电压。数字逻辑模块可以被配置为基于数字输入信号对一个或多个开关装置进行开 关。
[0050]例如,数字输入信号444的第一数字电平可以是逻辑高电平,而数字输入信号444 的第二数字电平可以是逻辑低电平。数字输入信号444的第一数字阈值电压可以指定对应 于第一数字电平的电压阈值。如果信号电压高于第一数字阈值电压,则可以假设该信号指 示第一数字电平。数字输入信号444的第二数字阈值电压可以指定对应于第二数字电平的 电压阈值。如果信号电压低于第二数字阈值电压,则可以假设该信号指示第二数字电平。例 如,在二进制的情况下,第一数字电平可以指示"1",并且第二数字电平可以指示"0"。
[0051]第一电压高于上限阈值电压。上限阈值电压对应于数字输入信号444的第一数字 阈值电平。通过这种方式,如果数字输入信号444包括第一数字电平(例如,逻辑1),则第一 数模转换器单元可以输出高于上限阈值电压的电压。此外,第二电压低于下限阈值电压。下 限阈值电压对应于数字输入信号444的第二数字阈值电平。通过这种方式,如果数字输入信 号444包括第二数字电平(例如,逻辑0),则第一数模转换器单元可以输出低于下限阈值电 压的电压。在预定义的时间间隔期间,第三电压持续处于上限阈值电压和下限阈值电压之 间。通过这种方式,第二数模转换器单元可以被切换至三态模式,并且第二数模转换器单元 对数模转换器电路1 〇〇的输出电容的贡献可以被降低。
[0052]在预定义的时间间隔期间,向第一数模转换器单元410-1的电容性元件411-1的第 一电极412-1交替提供第一电压和第二电压可以包括在预定义的时间间隔期间向第一电极 412-1至少十次交替提供第一电压和第二电压。在一些示例中,在预定义的时间间隔期间, 可以向第一电极412-1交替提供50次、100次或者多于100次的第一电压和第二电压。
[0053] 在一些实施例中,可以向第一电极412-1振荡提供第一电压和第二电压,从而向第 一电极412-1交替提供第一电压和第二电压可以包括在预定义的时间间隔期间向第一电极 412-1交替提供10次振荡。因此,在预定义的时间间隔期间向第一电极412-1提供少于10次 振荡可以被认为是持续提供了电压。
[0054] -些示例涉及用于数模转换的装置。用于数模转换的装置包括多个用于数模转换 的单元装置。多个用于数模转换的单元装置中第一用于数模转换的单元装置包括用于控制 单元的装置,该用于控制单元的装置被配置为在预定义的时间间隔期间基于数字输入信号 向第一用于数模转换的单元装置的用于提供电容的装置的第一用于电荷累积的装置交替 提供第一电压和第二电压。多个用于数模转换的单元装置中的第二用于数模转换的单元装 置包括用于控制单元的装置,该用于控制单元的装置被配置为在预定义的时间间隔期间向 第二用于数模转换的单元装置的用于提供电容的装置的第一用于电荷累积的装置提供第 三电压。
[0055] 用于数模转换的单元装置可以由上述或下述(例如,图1)数模转换器单元来实现。 用于控制单元的装置可以由上述或下述(例如,图1)单元控制模块来实现。第一用于电荷累 积的装置和第二用于电荷累积的装置可以分别由上述或下述(例如,图1)电极来实现。用于 提供电容的装置可以由上述或下述(例如,图1)电容性元件来实现。
[0056] 数模转换器电路可以包括对应于上述或下述被提出的概念或一个或多个示例的 一个或多个方面的一个或多个附加可选特征。
[0057]第一数模转换器单元410-1的电容性元件411-1还可以包括被耦合至数模转换器 电路100的公共输出节点的第二电极413-2,并且第二数模转换器单元410-2的电容性元件 411 -2还可以包括被耦合至数模转换器电路100的公共输出节点的第二电极413-2。
[0058]单元控制模块414-2可以基于指示三态模式被启用的数字三态控制信号466-2来 提供第三电压。数字三态控制信号466-2可以例如从基带处理单元所提供的数字基带发射 信号得出,其中基带处理单元被连接至包括数模转换器电路100的发射级、发射机、收发机 或用于提供模拟RF发射信号的更加通用的装置。数字基带发射信号可以携带要发送的信 息。数字三态控制信号466-2(以及多个数模转换器单元中的其他数模转换器单元的相应的 数字三态控制信号)可以例如从用于发送数字基带发射信号的、所期望的载波频率得出。
[0059]单元控制模块414-2(以及多个数模转换器单元中的其他数模转换器单元的相应 的单元控制模块)可以使能三态逻辑。例如,被提供至第一电极412-2的第三电压可以与单 元控制模块412-2的高阻抗态有关。例如,单元控制模块414-2允许向第一电极412-2持续提 供电压,该电压并非对应于数字输入信号444的两个逻辑电平。因此,电容性元件411-2的电 容可以从数模转换器电路100的总电容中被有效地去除,其中数模转换器电路100的总电容 可以是多个数模转换器单元中的单个电容之和。例如,电容性元件411-2的电容没有对数模 转换器电路100的总电容做出贡献。因此,数模转换器电路100的总电容可以通过向数模转 换器单元410-2的第一电极412-2提供第三电压来缩放调节。
[0060] 单元控制模块414-1可以基于指示第一数字电平的数字输入信号444和指示三态 模式被禁用的数字三态控制信号466-1来提供第一电压。
[0061] 例如,数字输入信号444可以是例如被包括在发射级、发射机、收发机或用于提供 模拟RF发射信号的装置中的本地振荡器模块的振荡器信号。本地振荡器模块所生成的振荡 器信号的相位可以例如由数字基带发射信号的相位分量控制,其中该数字基带发射信号由 基带处理单元提供。例如,基带处理单元可以利用具有幅度分量信号和相位分量信号的极 坐标表示法来提供数字基带发射信号。如果数字基带发射信号以笛卡尔坐标表示法提供, 则可以在发射级、发射机、收发机或用于提供模拟RF发射信号的装置中提供极坐标生成器 (例如,其被指定为执行所谓的C0RDIC(坐标旋转数字计算机)算法)以便于将笛卡尔坐标表 示法的数字基带发射信号转换为具有幅度分量和相位分量的笛卡尔坐标表示法。数字基带 发射信号可以携带要发送的信息。信息可以例如由一个或多个数据值或数据符号表示。符 号可以在符号时间间隔(例如,符号的持续时间)期间被发送。振荡器信号的相位可以适应 于基于一系列要发送的符号的不同符号时间间隔。在一些示例中,预定义的时间间隔可以 是符号时间间隔。
[0062]第一数模转换器单元410-1的单元控制模块414-1允许在预定义的时间间隔期间 向第一电极412-1交替提供对应于数字输入信号444的两个逻辑电平电压。例如,被交替提 供的电压可以对应于振荡器信号的两个逻辑电平,例如高电平和低电平。因此,在预定义的 时间间隔期间,电压信号可以由第一数模转换器单元410-1的第二电极413-1提供。电压信 号可以与数字输入信号444的两个交替的逻辑电平序列有关。例如,第二电极413-1可以提 供与振荡器信号有关的电压信号,例如,电压信号可以由第二电极413-1提供,该电压信号 与数字基带发射信号的相位分量有关。
[0063]多个数模转换器单元中的其他数模转换器单元410在结构和操作上可以与第一和 第二数模转换器单元410-1和410-2类似。
[0064] 在预定义的时间间隔期间向相应的电容性元件的第一电极交替提供第一和第二 电压的数模转换器单元的数量可以基于数字幅度控制信号被选择。数字幅度控制信号可以 与数字基带发射信号的幅度分量有关。例如,数字幅度控制信号可以由包括数模转换器电 路的发射级、发射机、收发机或用于提供模拟RF发射信号的装置的另一模块提供至该数模 转换器电路。例如,数模转换器电路可以包括用于根据例如数字基带发射信号的幅度分量 生成数字幅度控制信号的一个或多个模块。
[0065] 在预定义的时间间隔期间向相应的电容器元件的第一电极持续提供第一电压或 第二电压的数模转换器单元的数量可以基于数字幅度控制信号被选择。
[0066] 选择向第一电极交替提供第一电压和第二电压的数模转换器单元的数量和选择 向第一电极持续提供第一电压或第二电压的数模转换器单元的数量可以允许调整提供在 数模转换器电路的公共输出节点处的输出电压。例如,数模转换器电路的输出电压Vout可以 根据以下等式来确定
[0068] 其中(:_是多个数模转换器的总电容,Calt是被交替提供有第一电压Vfirs#P第二电 压V s_nd的电容性元件的电容。
[0069] 如图1所示,多个数模转换器单元可以被布置在阵列(例如,由行和列组成)中。行 和/或列解码器可以被提供有幅度控制信号,以选择列和行中的多个数模转换器单元,其中 第一电压和第二电压被交替提供给第一电极。
[0070] 例如,向第一电极持续提供第三电压的数模转换器单元的数量可以基于振荡器信 号的频率(例如,对应于当前所使用的载波频率)来选择。因此,数模转换器电路的总电容可 以基于振荡器信号的频率来调整。例如,公式(1)中的(:_可能并非是常数,而是可以随着向 第一电极持续提供第三电压的数模转换器单元的数量而变化。
[0071] 例如,在预定义的时间间隔期间向相应的电容性元件的第一电极持续提供处于上 限阈值电压和下限阈值电压之间的第三电压的多个数模转换器单元可以取决于振荡器信 号的频率和/或数模转换器电路的输出功率。例如,针对振荡器信号的第一频率(其低于振 荡器信号的第二频率),向第一电极提供第三电压的数模转换器单元的数量可以较低。例 如,振荡器信号可以包括在第一发射时间间隔期间的第一频率和在第二发射时间间隔期间 的第二频率。第一发射时间间隔可以是这样的时间间隔,例如其中包括数模转换器电路的 发射级、发射级、收发机或用于提供模拟RF发射信号的装置在第一发射频带发射RF发射信 号。相应地,第二发射时间间隔可以是这样的时间间隔,例如其中发射RF发射信号在与第一 发射频带不同的第二发射频带被发射。例如,第一频率可以是LTE频带8内的频率,而第二频 率可以是LTE频带22内的频率。例如,振荡器信号的频率(例如,被提供在数模转换器电路的 公共输出节点的模拟RF发射信号的频率)可以由基带处理单元控制。
[0072] 为了使从数模转换器电路的公共输出节点到所耦合的天线元件的功率传输最大 化,可以对提供给数模转换器电路100的公共输出节点的电感进行优化。经优化的电感可以 允许最小化信号反射。根据下列公式可以确定最优的电感
[0074] 该公式描述了LC电路的共振频率f、电感L和电容C之间的关系。
[0075] 对于上述公式(2),提供给数模转换器电路的公共输出节点的最佳电感与数模转 换器电路的总电容和提供在数模转换器电路的公共输出节点处的信号的频率有关。因此, 基于振荡器信号的频率调节数模转换器电路的总电容可以允许使所需的电感取值范围变 窄。例如,发射级、发射机、收发机或用于提供RF发射信号的装置可以包括一个数模转换器 电路和耦合到该数模转换器电路的匹配电路,以便于能够提供具有例如450MHz和3800MHz 之间的频率的模拟RF发射信号。因此,相较于具有针对不同发射频带的若干发射路径的发 射机,发射级中的发射路径的数量可以被降低。
[0076]例如,电容性RF DAC/开关电容器功率放大器的带宽可以通过具有三态模式的可 缩放调节的电容器单元区域来增加。通过对总阵列电容的值进行缩放调节,可以将电容性 DAC自身用作自适应调节元件。对于不同的操作频率,匹配网络所提供的负载阻抗可以通过 在电容性DAC中选择适当的调谐状态来达到最佳。对于低频率,可能需要相对较高的总电 容,以与提供了一定电感的匹配网络共振,而处于高频率时,对于相同的电感值,可能需要 降低电容。为了使能CAPDAC的宽带操作,电感值的必要范围可能被降低。通过采用支持三态 的单元,提供给匹配网络的CATOAC的电容器阵列的有效总电容可以被缩放调节。为了随着 频率对总阵列电容进行缩放调节,具有支持三态的开关电容器单元的CAPDAC可以实现 CAPDAC的宽带操作。例如,结合简单的可调谐匹配网络,对于覆盖必要的频带,发射级中可 以存在最少的TX路径。
[0077] 图2示出了示例性数模转换器电路(例如,图1所示的数模转换器电路100)中所包 括的多个数模转换器单元的总电容和被提供有第三电势的电容性元件所占比例之间的关 系的示例。
[0078] 横坐标表示在多个数模转换器单元中电容性元件所占的比例,其中第三电势被提 供在第一电极处。纵坐标表示多个数模转换器单元的总电容,例如,数模转换器电路的总电 容。具体来说,纵坐标指示相对于数模转换器电路的最大总电容的数模转换器电路的相对 总电容。在第三电势未被提供至被包括在多个数模转换器单元中的电容性元件中的任何一 个的第一电极的情况下,达到数模转换器电路的最大总电容。
[0079]曲线510示出了理想化的情景,其中数模转换器电路的电容性元件的寄生电容、单 元控制模块或任何布线均被忽略。如从曲线510可以看到的,在第三电势未被提供至被包括 在多个数模转换器单元中的电容性元件中的任何一个的第一电极的情况下,数模转换器电 路的总电容为最大总电容。随着电容性元件(其第一电极被提供第三电势)的数量的增加, 数模转换器电路的总电容线性地减小。在第三电势被提供至被包括在多个数模转换器单元 中的所有电容性元件的第一电极的情况下,数模转换器电路的总电容为零。如从图2中可以 看到的,通过向被包括在数模转换器电路中的一个或多个电容性元件的第一电极提供第三 电压可以线性地对多个数模转换器单元的总电容(例如,数模转换器电路的总电容)进行缩 放调节。
[0080] 线520使出了示例性情景,其中数模转换器电路中的寄生电容被考虑在内。如从线 520可以看到的,数模转换器电路的总电容可以被线性地缩放调节。然而,由于寄生电容,数 模转换器电路的最小总电容并非为零。通过比较线510和520,可以认识到线520所示的情景 中的总电容比线510所示的理想化情景中的总电容稍高。然而,对于考虑到寄生电容的情景 可以实现将数模转换器电路的总电容从它的最大总电容的约10%缩放到100%。例如,数模 转换器电路的总电容可以被缩放调节一个数量级。
[0081] 例如,由于DAC单元电容器的两个板处、逆变器的输出处以及由于布线产生的寄生 电容,有效阵列电容可能偏离理想比例。
[0082] 在前述说明中,多个数模转换器单元分别包括单个电容性元件。然而,例如第一数 模转换器单元410-1可以包括至少另外一个电容性元件。第一数模转换器单元410-1的单元 控制模块414-1可以被配置为在预定义的时间间隔期间,向该另外一个电容性元件的第一 电极交替提供第一和第二电压或者向该另外一个电容性元件的第一电极持续提供第三电 压。同样,第二数模转换器单元可以包括至少另外一个电容性元件。第二数模转换器单元的 单元控制模块414-2可以被配置为在预定义的时间间隔期间,向该另外一个电容性元件的 第一电极交替提供第一和第二电压或者向该另外一个电容性元件的第一电极持续提供第 三电压。
[0083]在一些示例中,对于第一数模转换器单元410-1和第二数模转换器单元410-2来 说,被交替提供有第一和第二电压的电容性元件的数量可以相等。在一些示例中,多个数模 转换器单元中的一个或多个其他数模转换器单元可以分别包括至少另外一个电容性元件。
[0084]在数模转换器单元中提供一个或多个另外的电容性元件可以允许增加数模转换 器电路的分辨率。例如,数模转换器电路可以被配置为将多比特数字基带发射信号转换成 模拟信号。例如,多比特数字基带发射信号中所提供的比特的数量可以对应于模拟信号变 化的离散值的数量。所提供的比特的数量越大,则模拟信号的离散值的数量也越大。例如, 对于5伏特(V)系统,即其中第一电压为5V,第二电压为0V的系统,八比特数字基带发射信号 可以表示256(即,2 8)个不同电压值;其中电压值从最小值0V分布至最大值5V,它们之间具 有254个电压级。例如,每一个电压级可以与相邻的电压级间隔5/255V。通过改变被提供给 数模转换器电路的多比特数字基带发射信号,由该数模转换器电路输出的信号可以以分段 连续的方式改变,并且因为其模拟特性,仍被称作模拟信号。
[0085]数模转换器电路可以包括例如256个数模转换器单元,其中每一个数模转换器单 元具有一个电容性元件,每一个数模转换器单元能够提供从0V到5V、之间具有254个电压级 的输出信号。然而,将数模转换器单元中的一个切换至三态模式以便于适应数模转换器电 路的总电容可能降低数模转换器电路的分辨率。仅仅255个数模转换器单元可以用于在预 定义的时间间隔期间向相应的电容性元件的第一电极交替提供第一电压和第二电压(或持 续提供第一电压或第二电压)。因此,如果数模转换器单元中的一个在三态模式下运行,则 可能提供从0V到5V、之间具有253个电压级的输出信号。
[0086] 在数模转换器单元中提供至少又一个电容性元件可以允许增加数模转换器电路 的分辨率,这是因为数模转换器单元中多于一个的电容性元件可以被交替提供有第一电压 和第二电压(或持续提供第一电压或第二电压)。例如,对每一数模转换器单元提供另外一 个电容性元件可以使分辨率变为两倍。对每一数模转换器单元提供另外两个电容性元件可 以使分辨率变为三倍。对每一数模转换器单元提供另外三个电容性元件可以使分辨率变为 四倍。可以基于所期望的多个数模转换器单元的最大总电容来调节单个电容性元件的电 容。
[0087] 继续上面的示例,在预定义的时间间隔期间,一个或多个另外的电容性元件可以 被持续提供有第三电压,以对多个数模转换器单元的总电容,例如数模转换器电路的总电 容进行缩放调节。然而,由于多个数模转换器单元中的至少各自的第一电容性元件可以被 交替提供有第一电压和第二电压(或持续提供第一电压或第二电压),所以数模转换器电路 可以允许提供从0V到5V的、之间具有至少254个电压级的输出信号。
[0088]图2中的曲线520上的点530示出了示例,其中多个数模转换器单元中的数模转换 器单元包括一共四个电容性元件。点530-4示出了这样一种情况,其中在预定义的时间间隔 期间,所有四个电容性元件被交替提供有第一电压和第二电压(或持续提供第一电压或第 二电压)。多个数模转换器单元的总电容为最大值,例如100%。点530-3示出了这样一种情 况,其中在预定义的时间间隔期间,四个电容性元件中的三个电容性元件被交替提供有第 一电压和第二电压(或持续提供第一电压或第二电压),而四个电容性元件中剩下的一个电 容性元件被持续提供有第三电压。多个数模转换器单元的总电容被降低,例如最大总电容 的77 %。点530-2示出了这样一种情况,其中在预定义的时间间隔期间,四个电容性元件中 的两个电容性元件被交替提供有第一电压和第二电压(或持续提供第一电压或第二电压), 而四个电容性元件中的另外两个电容性元件被持续提供有第三电压。多个数模转换器单元 的总电容被进一步降低,例如最大总电容的53%。点530-1示出了这样一种情况,其中在预 定义的时间间隔期间,四个电容性元件中的一个电容性元件被交替提供有第一电压和第二 电压(或持续提供第一电压或第二电压),而四个电容性元件中的另外三个电容性元件被持 续提供有第三电压。多个数模转换器单元的总电容被进一步降低,例如最大总电容的30%。
[0089] 点530示出了一种用于在提供了恒定的数模转换器电路的分辨率的情况下对多个 数模转换器单元的总电容进行缩放调节的相当简单的方式,这是因为多个数模转换器单元 中的所有数模转换器单元的电容被相等程度地降低。
[0090] 例如,通过简单地连续"三态化"越来越多的单位单元(数模转换器单元)进行阵列 电容的缩放调节,当降低电容时,可以降低DAC分辨率(从量化噪声的角度来看)。基于这个 理由,可以使用可在非离散级中缩放调节的单位单元。因而,在保持DAC的分辨率的同时,可 以同时降低所有单位单元的电容。图2示出了使用具有四种状态的单位单元的CATOAC的实 施方式,其中四中状态:根据图2中的点530,启用1、2、3、4个子单元可以产生30%、53%、 77%、100%的总电容。
[0091] 在一些示例中,第三电压可以被提供至多个数模转换器单元中的一个或多个数模 转换器单元中的所有电容性元件。这可以允许增大数模转换器电路的总电容的比例范围, 尽管在数模转换器单元的所有电容性元件被提供有第三电压的情况下,数模转换器电路的 分辨率可能被降低。换句话说,一个或多个数模转换器单元可以被禁用以增大数模转换器 电路的总电容的可用比例范围。
[0092] 例如,第一数模转换器单元可以被分配给多个单元行中的第一单元行和多个单元 列中的第一单元列,例如,如图1所示。第二数模转换器单元可以被分配给多个单元行中的 第二单元行和多个单元列中的第二单元列。对第二单元行中的所有单元可以提供相同数字 三态控制信号以控制第二单元行中的数模转换器单元的三态模式,或者对第二单元列中的 所有单元可以提供相同的数字三态控制信号以控制第二单元列中的数模转换器单元的三 态模式。因此,在被分配给第二单元行或第二单元列的每一数模转换器单元中的相同数量 的电容性元件可以被提供有第三电压。总的来说,相同的数字三态控制信号可以被提供给 单元列或单元行中的所有数模转换器单元。例如,数模转换器电路的总电容可以逐单元行 或者单元列被控制。
[0093] 例如,在发射级、发射机、收发机或用于提供模拟RF发射信号的装置包括该数模转 换器电路的情况下,多个数模转换器单元中的一个或多个数模转换器单元可以被禁用以生 成具有噪声容忍频带中的频率的模拟RF发射信号。例如,LTE频带42和43(其具有3400MHz和 3800MHz之间的频率)可以允许将多个数模转换器单元中的某些数模转换器单元切换到三 态模式。
[0094] 然而,另外的示例也是可行的。例如,多个数模转换器单元可以分组成四分体 (quadrant)或者任何其他适当的子阵列,并且相同的数字三态控制信号可以被提供给该四 分体或子阵列。从而,由于相同的数字三态控制信号可以被提供给多个数模转换器单元中 的复数个数模转换器单元,可以方便控制数模转换器电路的总电容。
[0095] 在一些示例中,某些单元可以被完全禁用以提高在某些频带中的有效电容调谐范 围(并且牺牲分辨率),在这些频带中更多的TX噪声可以被容忍(例如,在TDD模式下,在频带 42和43(它们具有3400MHz和3800MHz之间的频率)中)。例如,针对阵列中的每一列,对子单 元的例如4个三态状态单独进行不同地控制,可以允许提高可用电容调谐范围。对于允许减 小比特数的情况(例如,频率在3400-3800MHZ之内的TDD)来说,以单元区域的分辨率为代价 完全禁用部分单元区域可提供额外的可调谐性。
[0096] 图3中的线610示出了由匹配网络提供给示例性数模转换器电路的最佳电感和由 该示例性数模转换器电路输出的电压信号的频率之间的关系的示例。作为参考,线620示出 了数模转换器电路(即,不能将其一个或多个电容性元件设置为三态模式的数模转换器电 路)的等效关系,。
[0097]线610可以表示这样一种情景,其中数字输入信号是振荡器信号并且在预定义的 时间间隔期间向第一电极提供第三电压的多个数模转换器单元中的数模转换器单元的数 量基于该振荡器信号来选择。例如,多个数模转换器单元的总电容(例如,数模转换器电路 的总电容)可以适用于振荡器信号的频率。例如,数模转换器电路可以被包括在用于基于数 字基带发射信号提供模拟RF发射信号的发射机或发射级中。因此,振荡器信号的频率可以 例如与所期望的模拟RF发射信号的载波频率有关。
[0098]横坐标表示振荡器信号的频率。从0GHz至1GHz的频率范围(例如,低频带频率)被 示作示例。纵坐标表示由匹配网络提供的、耦合至数模转换器电路的公共输出节点的最优 阻抗,该最优阻抗用以最小化信号反射。因此,从数模转换器电路到耦合的天线元件的功率 传输可以被最大化。最佳电感可以例如根据公式(2)来确定。
[0099] 如线610所示,匹配网络可以针对图6所示的频率范围提供约为2毫微赫兹(nH)和 3nHz之间的电感值。最大值-最小值电感比值约为1.5。作为参考,线620指示由匹配网络提 供给常规数模转换器电路的电感值。对于此给定的频率范围,2.5nH和0.6nH之间的电感值 可以被提供给常规数模转换器电路。最大值-最小值电感比值约为5。例如,匹配网络可能需 要向示例性数模转换器电路提供相比于常规数模转换器电路窄得多的电感值范围。因此, 示例性数模转换器电路相较于常规数模转换器电路可以允许对匹配网络提出更低的要求。 例如,降低要求可以允许减少插入损耗,即,由于匹配网络的插入和匹配电路的电流消耗而 引起的ig号功率的损失。
[0100] 例如,可扩展的数模转换器电路阵列可以导致最佳电感的更为恒定的值,这需要 由匹配网络来实现。图3示出了针对不同低频带频率的示例性电感值:在没有对电容进行缩 放调节的情况下,最大值-最小值电感比值可以约为5(最大值:2.5nH,最小值:0.6nH),而三 态单位单元阵列可能需要2-3nH的值。这可能导致输出匹配网络上调谐范围的减小,因为电 容器阵列自身可以被视为可调谐匹配的一部分。因此,可以实现更少的插入损耗和更少的 电流消耗。
[0101] 图4示出了开关电容器RF DAC 400和用于将开关电容器RF DAC 400耦合到天线元 件(未示出)的电感元件190的示例。
[0102] 开关电容器RF DAC 400包括多个电容性元件130-1、130-2、…、130-n。多个电容性 元件130-1、130-2、…、130-n的第一电极可以基于数字基带发射信号的相位分量(PM)和幅 度分量(AM)来控制。
[0103] 开关电容器RF DAC 400可以包括时钟生成器150。该时钟生成器150可以生成非重 叠的时钟信号Φν和Φρ,这些非重叠的时钟信号Φν和Φρ与被提供给时钟生成器150的相位 信号Φ的有关。例如,相位信号Φ可以是数字基带发射信号的相位分量,其利用RF载波信号 进行调制。时钟生成器150可以例如包括本地振荡器(L0),其可由相位信号Φ控制。非重叠 的时钟信号Φν和Φρ被提供至选择逻辑160。选择逻辑160可以选择非重叠的时钟信号 Φρ中的一个,并将其提供给开关驱动器170。
[0104] 开关电容器RF DAC 400还可以包括二进制温度计解码器140。数字二进制码字Bin (A)可以被输入二进制温度计解码器140。数字二进制码字Βιη(Α)可以表示数字基带发射信 号的幅度分量。二进制温度计解码器140可以基于有数字二进制码字Β ιη(Α)表示的信息提供 逻辑控制信号Din。例如,该信息可以从数字二进制码字Bin(A)的最高有效位(MSB)得出。
[0105] 对于电容性元件130-1、130-2、…、130-n中的一部分电容性元件,选择逻辑160可 以基于由二进制温度计解码器140提供的控制信号Din向开关驱动器170提供非重叠的时钟 信号Φν和Φρ。对于电容性元件130-1、130-2、…、130-n中的其他电容性元件,选择逻辑160 可以基于数字二进制码字Bin(A)的若干最低有效位(LSB)向开关驱动器170提供非重叠的时 钟信号Φν和Φρ。
[0106] 选择逻辑160还包括三态控制。三态控制可以将电容性元件130切换到三态模式。 因此,电容性元件130的电容可以从多个电容性元件130-1、130-2、…、130-n的总电容中被 去除。开关电容器RF DAC 400的总电容从而可以被缩放调节。
[0107] 开关驱动器170驱动开关180。开关180对电容性元件130进行开关。因此,数字基带 发射信号的相位分量可以通过电容性元件130被用于生成模拟输出电压信号。通过将多个 电容性元件130-1、130-2、…、130-n的输出合并,模拟RF发射信号可以由开关电容器RF DAC 400基于数字基带发射信号提供。
[0108] 模拟RF发射信号可以被提供给电感元件190。电感元件190可以保证准确的或最佳 的电感提供至开关电容器RF DAC 400的输出端子。电感元件190可以增加 RF发射机的总体 效率,这是因为信号反射被最小化,所以从开关电容器RF DAC 400到天线元件的功率传输 可以被最大化。例如,电感元件190可以是电感匹配电路,其包括例如电容性元件191和两个 电感性元件192、193。电感元件190的电感可以被调整为开关电容器RF DAC 400的总体电 感。具体来说,电感元件190的电感可以在定义的范围上进行调整。
[0109] 开关电容器RF DAC可以包括一个或多个另外的可选特征,该一个或多个另外的可 选特征对应于上述或下述一个或多个示例或所提出的概念的一个或多个方面。
[0110] 图5示出了图4中的开关电容器RF DAC 400的A部分的详细视图。选择逻辑160由两 个或门162-1、162-2组成。时钟信号ΦΝ被输入至或门162-1,并且时钟信号Φ Ρ被输入至或门 162-2。另外,选择逻辑160包括非门161。非门161翻转控制信号Din,并将其提供至或门162-1、162_2。基于被翻转的控制信号D in,非重叠的时钟信号ΦΝ和ΦΡ被提供至开关驱动器170 的驱动器元件172-1和172-2。
[0111] 选择逻辑160还包括三态控制模块169。基于指示三态模式被启用的数字三态控制 信号466,三态控制可以将电容性元件130切换至三态模式。因此,电容性元件130的电容可 以从多个电容性元件130-1、130-2、…、130-n的总电容中被有效地去除。开关电容器RF DAC 400的总电容从而可以被缩放。在数字三态控制信号466指示三态模式被禁用的情况下,三 态控制模块169可以向开关驱动器170的驱动器元件172-1和172-2转发非重叠的时钟信号 Φ N和Φ p。在数字三态控制信号466指示三态模式被启用的情况下,三态控制模块169可以向 开关驱动器170的驱动器元件172-1和172-2转发三态信号。
[0112] 电平位移器171被提供以向开关180的场效应晶体管181提供足够的信号电平。
[0113] 驱动器元件172-1和172-2的非重叠输出控制开关180的晶体管181、184。例如,晶 体管181可以是P型金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET),而晶体管184可以是N型 M0SFET。晶体管181被耦合至电势2 VDD并且经由另一晶体管18 2耦合至电容性元件130。另一 晶体管182可以是P型M0SFET。晶体管184被耦合至另一电势(例如,地)并且经由另一晶体管 183耦合至电容性元件130。另一晶体管183可以例如是N型M0SFET。晶体管182和183的栅极 被分别耦合至电势Vdd,从而晶体管182和183处于导通状态。通过晶体管181和184分别被提 供的非重叠的时钟信号Φν和Φρ,该晶体管181和184被交替切换至导通状态。从而,电容性 元件130的第一电极被耦合至2V DD或地。因此,晶体管181和184允许基于非重叠的时钟信号 Φ N和Φ p对电容性元件130的第一电极进行充电或放电。因而,电容性元件130可以在它的第 二电极处提供相应的输出电压,该输出电压以非重叠时钟信号Φ N和Φ P (例如,一小部分模 拟RF发射信号被提供至电容性元件130的第二电极处)的频率进行振荡。
[0114] 在三态信号被提供至驱动器元件172-1和172-2的情况下,该驱动器元件172-1和 172-2可以将晶体管181和晶体管184分别切换至非导通状态。因此,电容性元件130的第一 电极可以浮动起来,从而电容性元件130的电容不对多个电容性元件130-1、130-2、…、130η 的总电容做出贡献。
[0115] 由开关电容器RF DAC 400提供的输出电压可以根据下列公式来计算
[0117] 其中Ctclt是多个电容性元件130-1、130-2、的总电容,Cait是电容性元件 130-i的电容,其在2VDD和地之间切换。总电容Ctclt可以基于切换到三态模式的电容性元件 130-1、130-2、···、130n的数量来进行缩放调节。例如,Ctclt可以是在2VDD和地之间切换或者保 持在2V DD或地的所有电容性元件130-i的电容之和。例如,切换至三态模式的电容性元件不 对总电容Ctot做出贡献。
[0118] 开关电容器RF DAC 400可以例如利用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术来实现。
[0119] 开关电容器RF DAC可以包括一个或多个另外的可选特征,该一个或多个另外的可 选特征对应于上述或下述一个或多个示例或所提出的概念的一个或多个方面。
[0120] 图6示出了由电感元件提供至常规开关电容器RF DAC的最佳电感和由该开关电容 器RF DAC向电感元件输出的模拟信号的频率之间的关系的示例。常规开关电容器RF DAC不 能将电容性元件切换到三态模式。最佳电感可以根据上面的公式(2)来确定。
[0121] 常规开关电容器RF DAC的总电容C是固定值。例如,常规开关电容器RF DAC的总电 容可以是Ctclt = 20.48pF。针对上述示例,图2示出了由匹配电路提供给常规开关电容器RF DAC的最佳电感Upt和由常规开关电容器RF DAC输出的模拟RF发射信号的频率之间的关系。
[0122] 横坐标表示频率f,纵坐标表示最佳电感L〇Pt。如从图2中可以看出的,在频率 500MHz至3500MHz范围内,最佳电感Upt从5nH到~1 OOpH的范围内变化,这可以是移动通信 设备的发射机的操作范围。因此,可调谐电感元件应当可调谐约两个数量级的幅度,以向常 规开关电容器RF DAC提供最佳电感。然而,对于常规半导体电路来说,这是不可行的。因此 多个发射级(其中每一个发射级均包括常规开关电容器RF DAC)可被用于覆盖不同的频带。
[0123] 图7示出了数模转换器单元的示例700。例如。数模转换器单元700可以利用CMOS技 术来实现。然而,示例不限于此,各种其他技术也可以被用于实现示例。
[0124] 数模转换器单元700包括电容性元件411。电容性元件411包括第一电极412和第二 电极413。第二电极413可以经由数模转换器单元700的输出节点被连接至该数模转换器单 元700的公共输出节点。
[0125] 数模转换器单元700可以包括逆变器电路770。逆变器电路770的第一场效应晶体 管710和第二场效应晶体管710可以连接至逆变器电路的输出节点750。例如,第一场效应晶 体管710可以是P型场效应晶体管,第二场效应晶体管720可以是N型场效应晶体管。第一场 效应晶体管710的源极可以连接至第一端子730。第一端子730可以处于第一电势,例如正电 压。第一场效应晶体管710的漏极可以连接至输出节点750。第二场效应晶体管720的源极可 以连接至第二端子740。第二端子740可以处于第二电势,例如,接地。第二场效应晶体管720 的漏极可以连接至输出节点750。电容性元件411的第一电极412可以耦合至输出节点750。
[0126] 第一场效应晶体管710的栅极和第二场效应晶体管720的栅极可以连接至单元控 制模块414。数字输入信号444和数字三态控制信号466可以被提供至单元控制模块414。单 元控制模块可以基于数字输入信号444和数字三态控制信号466来开关第一场效应晶体管 710和第二场效应晶体管720。
[0127] 数模转换器单元可以包括一个或多个另外的可选特征,该一个或多个另外的可选 特征对应于上述或下述一个或多个示例或所提出的概念的一个或多个方面。
[0128] 图8示出了处于三态的数模转换器单元的示例800。例如,数模转换器单元800可以 利用CMOS技术来实现。然而,示例不限于此,各种其他技术也可以被用于实现示例。
[0129] 单元控制模块414可以保持第一场效应晶体管710和第二场效应晶体管720同时处 于非导通状态,以将数模转换器单元700切换至三态模式。单元控制模块414可以基于指示 三态模式被启用的数字三态控制信号466保持第一场效应晶体管710和第二场效应晶体管 720处于非导通状态。因此,单元控制模块414可以向第一场效应晶体管710的栅极持续提供 电压,该电压等于或接近于第一端子730提供给第一场效应晶体管710的源极的电压。具体 来说,单元控制模块414可以向第一场效应晶体管710的栅极提供电压,从而第一场效应晶 体管710的栅-源电压低于该第一场效应晶体管710的阈值电压。场效应晶体管的阈值电压 可以被定义为所需用于创建场效应晶体管的源极和栅极之间的传导路径的最低栅-源电压 差。另外,单元控制模块414可以向第二场效应晶体管720的栅极持续提供电压,该电压等于 或接近于第二端子740提供给第二场效应晶体管的源极的电压。具体来说,单元控制模块 414可以向第二场效应晶体管720的栅极提供电压,从而第二场效应晶体管720的栅-源电压 低于改第二场效应晶体管720的阈值电压。
[0130] 当第一场效应晶体管710和第二场效应晶体管720二者同时处于非导通状态时,输 出节点750可以浮动起来,例如假设输出节点750处可以为高阻抗态。数模转换器单元700处 于三态模式。因此,经由单元输出节点760耦合至数模转换器单元700的任何其他设备可能 不能有效地看到电容性元件411的电容。三态模式可以被用于对包括多个数模转换器单元 800的数模转换器电路的总电容进行缩放调节。
[0131] 数模转换器单元可以包括一个或多个另外的可选特征,该一个或多个另外的可选 特征对应于上述或下述一个或多个示例或所提出的概念的一个或多个方面。
[0132] 图9示出了处于激活状态的数模转换器单元的示例900,其中第一或第二电势被提 供至电容性元件411的第一电极412。例如,数模转换器单元900可以利用CMOS技术来实现。 然而,示例不限于此,各种其他技术也可以被用于实现示例。
[0133] 单元控制模块414可以基于指示第一数字电平或第二数字电平的数字输入信号 444和指示三态模式被禁用的数字三态控制信号466向第一场效应晶体管710的栅极和第二 场效应晶体管720的栅极提供公共电压。例如,在数字输入信号444指示第一数字电平的情 况下,公共电压信号可以被提供至第一场效应晶体管710的栅极和第二场效应晶体管720的 栅极,以将第一场效应晶体管710切换至导通状态,并将第二场效应晶体管720切换至非导 通状态。因此,输出节点750可以连接至第一端子730。在第一场效应晶体管710处于导通状 态的情况下,第一端子730的电势可以被选择,从而第一电压被提供至第一电极412。在数字 输入信号444指示第二数字电平的情况下,公共电压信号可以被提供至第一场效应晶体管 710的栅极和第二场效应晶体管720的栅极,以将第一场效应晶体管710切换至非导通状态, 并将第二场效应晶体管720切换至导通状态。因此,输出节点750可以被连接至第二端子 740。在第二场效应晶体管720处于导通状态的情况下,第二端子740的电势可以被选择,从 而第二电压被提供至第一电极412。单元控制模块可以在预定义的时间间隔期间基于数字 输入信号444交替地或持续地将第一场效应晶体管710和第二场效应晶体管720中的一个切 换至导通状态。
[0134] 如针对图8所讨论的,在第一场效应晶体管710和第二场效应晶体管720同时处于 非导通状态的情况下,数模转换器单元700的输出节点750和单元输出节点760可以浮动起 来。然而,输出节点750和单元输出节点760处于未定义的电势或电压。在数模转换器单元 700被连接至一个或多个其他数模转换器单元700的情况下,这些数模转换器单元700的输 出电压可以经由电容性元件411被施加至第一场效应晶体管710的漏极和第二场效应晶体 管720的漏极。在被施加至第一场效应晶体管710的漏极和第二场效应晶体管720的漏极电 压太高的情况下,第一场效应晶体管710的漏结和/或第二场效应晶体管720的漏结可能被 打开。因此,输出节点750应当保持处于三态模式中所定义的较低电势,以防止上述第一场 效应晶体管710和第二场效应晶体管720的漏结打开。
[0135] 数模转换器单元可以包括一个或多个另外的可选特征,该一个或多个另外的可选 特征对应于上述或下述一个或多个示例或所提出的概念的一个或多个方面。
[0136] 图10示出了数模转换器单元的示例1000,其中数模转换器单元1000可以实现防止 第一场效应晶体管710和第二场效应晶体管720的漏结打开。例如,数模转换器单元1000可 以利用CMOS技术来实现。然而,示例不限于此,各种其他技术也可以被用于实现示例。
[0137] 数模转换器单元1000可以包括至少一个偏置模块1010,该至少一个偏置模块1010 用以在至少两个场效应晶体管710、720同时处于非导通状态的情况下,将逆变器电路770的 输出节点750偏置到第三电压。换句话说,在数模转换器单元1000处于三态模式的情况下, 偏置模块1010可以将输出节点750的电压拉至所期望的偏置电压。逆变器电路770的输出节 点750可以被视作数模转换器单元1000的中间节点。偏置模块1010可以具有一定电阻,该电 阻低于两个场效应晶体管710、720中的每一个处于非导通状态时的电阻,并且高于两个场 效应晶体管710、720中的每一个处于导通状态时的电阻。
[0138] 第三电压可以被选择,从而使第一场效应晶体管710的漏结和第二场效应晶体管 720的漏结不会被打开。例如,第三电压可以是第一电压的一半,或者可以处于第一电压和 第二电压中间。
[0139] 偏置元件1010的电阻可以被选得足够高,以使偏置元件1010不会影响数模转换器 单元1000的高频特性。在一些示例中,数模转换器单元1 〇〇〇的电阻的时间常数和数模转换 器单元1000的电容(例如,电容性元件411的电容)可以比操作频率(例如,用于向电容性元 件411的第一电极交替提供第一电压和第二电压的频率)高十倍。例如,该操作频率可以是f = 2GHz,而数模转换器单元1000的电容可以是C = 30fF,偏置元件1010的电阻可以根据以下 公式来确定
[0141] 例如,上述示例中的R~26kQ (千-欧姆)。另外,偏置元件101的电阻可以选得足够 低,以使第一场效应管710和第二场效应管720的泄漏电流对输出节点750处的电压的影响 被最小化。例如,第一场效应管710和第二场效应管720的有效泄漏电阻的十分之一可以被 选为偏置元件1010的电阻的上限。例如,在第一场效应管710和第二场效应管720的有效泄 漏电阻为1ΜΩ的情况下,偏置元件1010的电阻可以小于l〇〇kQ。
[0142] 换句话说,如图8所示,当两个晶体管都被关断时,输出节点可以浮动起来(所希望 的属性),但是未经定义(不期望的属性)。处于三态模式的每个单元的电容器可以通过部分 CAPDAC输出电压馈送。这可能导致晶体管漏结被打开。为了防止上述情况,漏极节点可以被 偏置为例如第一电压的一半。
[0143] 关于上述或下述(例如,图1-9和10-19)所述的一个或多个示例或所提及的概念提 到了数模转换器单元1000的更多细节和方面。数模转换器单元1000可以包括一个或多个另 外的可选特征,该另外的可选特征对应于上述或下述一个或多个示例或提及的概念的一个 或多个方面。
[0144] 一些示例涉及用于数模转换的装置。用于数模转换的装置包括多个用于数模转换 的单元装置。多个用于数模转换的单元装置中的用于数模转换的单元装置包括用于控制的 装置,该用于控制的装置被连接到第一用于切换的装置的用于切换控制的装置和第二用于 切换的装置的用于切换控制的装置。第一用于切换装置和第二用于切换装置被连接到用于 提供该用于控制的装置的中间节点的装置。用于控制装置被配置为保持第一用于切换的装 置和第二用于切换的装置同时处于非导通状态以将用于数模转换的单元装置切换至三态 模式。用于数模转换的装置还包括耦合到用于提供中间节点的装置的、用于偏置的装置。用 于偏置的装置被配置为在用于数模转换的单元装置处于三态模式的情况中将用于提供中 间节点的装置的电压拉至所期望的偏置电压。
[0145] 用于数模转换的单元装置可以由上述或下述(例如,图10)数模转换器单元来实 现。用于控制单元的装置可以由上述或下述(例如,图10)单元控制模块来实现。第一用于切 换的装置和第二用于切换的装置可以分别由场效应晶体管来实现,如上所述或下所述(例 如,图10)。用于切换控制的装置可以由上述或下述(例如,图10)场效应晶体管的栅极来实 现。用于提供中间节点的装置可以由上述或下述(例如,图10)输出节点或中间节点来实现。 用于偏置的装置可以由上述或下述(例如,图10)偏置元件来实现。
[0146] -些示例涉及包括多个数模转换器单元的数模转换器电路。多个数模转换器单元 的数模转换器单元1000包括:被连接至第一场效应晶体管710的栅极和第二场效应晶体管 720的栅极的单元控制模块414。第一场效应晶体管710和第二场效应晶体管720被连接至数 模转换器单元1000的中间节点750。单元控制模块414可以保持第一场效应晶体管710和第 二场效应晶体管720同时处于非导通状态以将数模转换器单元1000切换至三态模式。数模 转换器单元1000还可以包括被耦合至数模转换器单元1000的中间节点750的偏置模块 1010。在数模转换器单元1000处于三态模式的情况下,偏置模块1010可以将中间节点的电 压拉至所期望的偏置电压。
[0147] 数模转换器单元可以包括一个或多个另外的可选特征,该一个或多个另外的可选 特征对应于上述或下述一个或多个示例或所提出的概念的一个或多个方面。
[0148] 图11示出了用于数模转换器单元的示例1100。例如,数模转换器单元1100可以利 用CMOS技术来实现。然而,示例不限于此,各种其他技术也可以被用于实现示例。
[0149] 例如,至少一个电阻器1110可以被连接到偏置电压源1120和逆变器电路770的输 出节点750之间。在至少两个场效应晶体管710、720同时处于非导通状态的情况下,电阻器 1110的电阻和偏置电压源的电压可以被选择,从而使第三电压被提供至输出节点750。例 如,使用至少一个电阻器来施加必要的偏置电压可以是一种简单的实施方式。
[0150] 数模转换器单元可以包括一个或多个另外的可选特征,该一个或多个另外的可选 特征对应于上述或下述一个或多个示例或所提出的概念的一个或多个方面。
[0151] 图12示出了用于数模转换器单元的示例1200。例如,数模转换器单元1200可以利 用CMOS技术来实现。然而,示例不限于此,各种其他技术也可以被用于实现示例。
[0152] 例如,发射栅极1210可以被用于偏置逆变器电路的输出节点750。发射栅极1210可 以包括至少两个场效应晶体管1211,1212。例如,场效应晶体管1211可以是N型场效应晶体 管,并且场效应晶体管1212可以是P型场效应晶体管。场效应晶体管1211的漏极可以被连接 至场效应晶体管1212的漏极和偏置电压源1120。场效应晶体管1211的源极可以被连接至场 效应晶体管1212的源极和输出节点750。例如,数字三态控制信号466可以被提供至场效应 晶体管1211的栅极。与数字三态控制信号466有关的信号466'可以被提供至场效应晶体管 1212的栅极。例如,信号466'可以是反向的数字三态控制信号466。如果数字三态控制信号 466指示三态模式被启用,则信号466和信号466'可以将场效应晶体管1211、1212切换至导 通状态。
[0153] 发射栅极1210的电阻和偏置电压源1120的电压可以被选择,从而使在至少两个场 效应晶体管710、720同时处于非导通状态的情况下,第三电压被提供至输出节点750。场效 应晶体管121U1212可以被选择以保障发射栅极1210的准确电阻。
[0154] 数模转换器单元可以包括一个或多个另外的可选特征,该一个或多个另外的可选 特征对应于上述或下述一个或多个示例或所提出的概念的一个或多个方面。
[0155] 图13示出了用于数模转换器单元的示例1300。例如,数模转换器单元1300可以利 用CMOS技术来实现。然而,示例不限于此,各种其他技术也可以被用于实现示例。
[0156] 例如,至少一个场效应晶体管1310可以被连接至偏置电压源1120和逆变器电路 750的输出节点之间。在至少两个场效应晶体管710、720同时处于非导通模式的情况下,至 少一个场效应晶体管1310可以提供第三电压。图13示出了这样一种情况,其中多个串联的 场效应晶体管1310-1、1310-2、1310-3被提供在偏置电压源1120和逆变器电路770的输出节 点之间。例如,至少一个场效应晶体管1310可以是N型场效应晶体管或P型场效应晶体管。例 如,数字三态控制信号466可以被提供至场效应晶体管1310-1、1310-2、1310-3的栅极。在数 字三态控制信号466指示三态模式被启用的情况下,数字三态控制信号466可以将场效应晶 体管1310-1、1310-2、1310-3切换至导通状态。
[0157] 在至少两个场效应晶体管710、720同时处于非导通状态的情况下,至少一个场效 应晶体管1310的电阻和偏置电压源1120的电压可以被选择,从而使第三电压被提供至输出 节点750。串联的场效应晶体管1310的数量η可以被选择以保证准确的多个场效应晶体管的 总电阻。
[0158] 示例1200和示例1300相较于示例1100可以实现减小半导体电路上的、用于偏置输 出节点750的装置的所需区域。换句话说,发射栅极(图12)或转换晶体管(图13)可以是更为 面积优化的方案。然而,用于偏置元件1010的其他实施方式也是可能的。
[0159] 数模转换器单元可以包括一个或多个另外的可选特征,该一个或多个另外的可选 特征对应于上述或下述一个或多个示例或所提出的概念的一个或多个方面。
[0160] 图14示出了用于数模转换器电路的示例1400。例如,数模转换器电路1400可以包 括多个数模转换器单元。多个数模转换器单元可以被布置在包括若干行和列的阵列中。至 少一个数模转换器单元1410可以包括至少两个电容性元件1411-1和1411-2。这两个电容性 元件1411-1和1411-2可以形成差分电容性元件1419。数模转换器单元1410的单元控制模块 可以向差分电容性元件1419的两个电容性元件1411-1和1411-2中的一个电容性元件的第 一电极提供第一电压,而向差分电容性元件1419的两个电容性元件1411-1和1411-2中的另 一个电容性元件提供第二电压。在一些示例中,单元控制模块可以包括单元控制子模块 1414-1、1414-2以在预定义的时间间隔期间向差分电容性元件1419的两个电容性元件 1411-1和1411-2中的一个电容性元件的第一电极提供第一电压,而向差分电容性元件1419 的两个电容性元件1411-1和1411-2中的另一个电容性元件提供第二电压。差分电容性元件 1419的两个电容性元件1411-1和1411-2的第二电极之间的差分电压(例如,RF0-RF0X)可以 用作差分电容性元件1419的输出。数模转换器单元1410的单元控制模块还可以在预定义的 时间间隔期间向差分电容性元件1419的两个电容性元件1411-1和1411-2的第一电极持续 提供第三电压,以将差分电容性元件1419切换至三态模式。
[0161] 列解码器1450可以控制多个数模转换器单元1410列运算。行解码器1460可以控制 多个数模转换器单元1410列运算。寄存器(REGH470可以向列解码器1450和/行解码器1460 提供到来的数字数据1498。例如,到来的数据1498可以是数据基带发射信号。
[0162] 数字三态控制信号466可以由列解码器1450和/行解码器1460列提供至数模转换 器1410。例如,列解码器1450和/行解码器1460可以基于到来的数字数据1498中给出的信息 提供数字三态控制信号466。列解码器1450和/行解码器1460可以例如为每一个数模转换器 单元1410提供独立的数字三态控制信号466。在一些示例中,列解码器1450和/行解码器 1460可以为多个数模转换器单元1410提供公共数字三态控制信号466。例如,列解码器1450 和/行解码器1460可以为被分配至相同行或相同列的所有数模转换器单元1410提供公共数 字三态控制信号466。然而,数模转换器电路1400还可以包括用以基于到来的数字数据1498 提供数字三态控制信息的单独模块.
[0163] 到来的数字数据1498还可以包括与数字幅度控制信号有关的数据。列解码器1450 和/行解码器1460可以基于数字幅度控制信号确定在预定义的时间间隔期间向第一电极提 供第一电压和第二电压的数模转换器单元1410的数量。列解码器1450和/行解码器1460可 以向数模转换器单元1410的单元控制模块提供一个或多个单元控制信号1440。单元控制信 号1440可以例如包括与单元列中的单个单元有关的信号分量和/或与单元列中的多个或全 部单元有关的信号分量((3〇1、(3〇1_11、(3〇1_〇11、(3〇1_〇11_11)或者包括与单元行中的单个单元有 关的信号分量和/或与单元行中的多个或全部单元有关的信号分量(lin、lin_n、lin_on、 1 in_on_n)。因此,由数模转换器电路1400输出的电压信号的幅度可以被控制。
[0164] 对于图14所示的差分电容性元件1419,第一电容性元件1411-1的单元控制子模块 1414-1可以被提供有经反转的单元控制信号1440'、数字输入信号444、数字三态控制信号 466和经反转的数字三态控制信号466'。第二容性元件1411-2的单元控制子模块1414-2可 以被提供有单元控制信号1440、经反转的数字输入信号444'、数字三态控制信号466和经反 转的数字三态控制信号466'。
[0165] 第一电容性元件1411-1的单元控制子模块1414-1和第二容性元件1411-2的单元 控制子模块1414-2可以各自包括多个逻辑门以控制相应的第一场效应晶体管710-1、710-2 以及各自的场效应晶体管720-1、720-2。针对第一电容性元件1411-1的单元控制子模块 1414-1和第二电容性元件1411-2的单元控制子模块1414-2的各种实施方式均是可行的。
[0166] 信号三态/三态_n(tristate_n)可以关断第一场效应管710和第二场效应管720 (三态=1)或者使信号XXX和YYY通过(三态= 0)。逻辑信号lin/col/col_on可以处理例如来 自列解码器1450和/或行解码器1460的信息、温度计编码。信号XXX和YYY可以例如通过dig = (lin AND col)0R col_on来使能/禁用相应的数模转换器单元。使用否定逻辑信号lin_ n/C〇l_n/C〇l_ 〇n_n来实现如图14所指示的差分方式解码器逻辑可以改善从逻辑信号到差 分电容性元件1419的输出(例如,RF)的寄生耦合。
[0167] 在一些示例中,数模转换器单元1410可以包括多于一个差分电容性元件。例如,使 能信号(enable/enable_n信号)可以用于单独地使能/禁用一个数模转换器单元1410内的 不同的差分电容性元件。在一些示例中,这些信号可以被通用地提供用于整个阵列或者针 对各个列或者行被差异化以实现更精细的分辨率。
[0168] 数模转换器电路1400可以经由匹配电路1480被连接到天线元件1490。匹配电路 1480可以为数模转换器电路1400提供可调电感以便于使能数模转换器电路1400与天线元 件1490共振。
[0169] 数模转换器电路1400可以包括一个或多个另外的可选特征,该一个或多个另外的 可选特征对应于上述或下述一个或多个示例或所提出的概念的一个或多个方面。
[0170]图15示出了用于提供射频发射信号的装置1600的示例,其中该用于提供射频发射 信号的装置1600包括如本文所述的至少一个示例性数模转换器电路100。装置1600可以包 括根据本文所述的示例的多个数模转换器电路。多个数模转换器电路可以被分别包括在发 射路径1630-1、1630-2、…。发射路径1630-1、1630-2、…可以由类似的元件或具有相同功能 的元件组成。
[0171] 数模转换器电路100-1基于输入到其中的数字基带发射信号1698生成模拟射频发 射信号。匹配电路1610-1被耦合至数模转换器电路100-1。匹配电路1610-1可以包括一个或 多个电容性元件和一个或多个电感性元件。提供给数模转换器电路100-1的匹配电路1610 的电感是可调节的。匹配电路1610-1可以将最佳电感提供至数模转换器电路100-1,从而数 模转换器电路100-1可以与耦合至发射路径1630-1的天线元件(未示出)共振。因此,从数模 转换器电路100-1到天线元件的功率传输可以被最大化。
[0172] 可选地,发射路径1630-1可以包括耦合在数模转换器电路100-1的公共输出节点 和匹配电路1610-1之间的功率放大器1620-1。功率放大器1620-1可以放大射频发射信号并 且将经放大的射频发射信号提供给天线元件。
[0173] 数模转换器电路100-1允许对它的总电容进行缩放调节。因此,匹配电路1610-1的 必要的可调电感范围可以相对较低,以便于使能数模转换器电路100-1与耦合至发射路径 1630-1的天线元件共振。因此,模拟射频发射信号的频率可以处于宽频范围内。例如,频率 范围可以从400MHz到3800MHz。相较于针对不同的发射频带使用若干发射路径的常规发射 机,装置1600的发射路径的数量可以被降低。因此,相较于包括常规发射机的半导体电路, 包括装置1600的半导体电路上所需的区域可以被减小。另外,在半导体电路上节省的区域 可以被用于优化匹配电路1610-1以便于最小化插入损耗。因此,相较于常规发射机,装置 1600的电流消耗可以被降低。
[0174] 在一些示例中,装置1600可以包括第二数模转换器电路100-2。第一数模转换器电 路100-1可以生成具有第一频率范围内的载波频率的模拟射频发射信号。第二数模转换器 电路100-2可以生成具有第二频率范围内的载波频率的模拟射频发射信号。例如,第一频率 范围可以从400MHz到1200MHz,第二频率范围可以从1200MHz到3800MHz。在一些示例中,第 一频率范围可以从400MHz到2000MHz,第二频率范围可以从2000MHz到3800MHz。在一些示例 中,第一频率范围可以从400MHz到2300MHz,第二频率范围可以从2300MHz到3800MHz。在一 些示例中,第一频率范围可以从400MHz到2700MHz,第二频率范围可以从2700MHz到 3800MHz。在一些示例中,第二频率范围可以从400MHz到3400MHz,第二频率范围可以从 3400MHz到3800MHz。
[0175] 装置可以包括一个或多个另外的可选特征,该一个或多个另外的可选特征对应于 上述或下述一个或多个示例或所提出的概念的一个或多个方面。
[0176] 图16示出了提供给用于提供射频发射信号的装置的第一示例性数模转换器电路 和第二示例性数模转换器电路的最佳电感和由数模转换器电路输出的模拟射频发射信号 的载波频率之间的关系的示例。例如,第一数模转换器电路-1可以生成具有500MHz到 1200MHz内的载波频率的模拟射频发射信号,而第二数模转换器电路-2可以生成具有 1500MHz到3800MHz内的载波频率的模拟射频发射信号。
[0177] 横坐标表示由数模转换器电路输出的模拟射频发射信号的载波频率。作为示例, 频率范围为500MHz到3.8GHz,即整个LTE频谱。纵坐标表示由第一匹配电路和第二匹配电路 提供至相应的数模转换器电路的、用于使信号反射最小化的最佳电感。
[0178] 如线1510所指出的,第一匹配电路可以例如将接近于1.7nH和2.5nH之间的电感提 供至频率范围为500MHz到1200MHz的第一数模转换器电路。最大值-最小值电感比值约为 1.5。线1510还指示第二匹配电路可以将约为0.6nH和0.9nH之间的电感提供至频率范围为 1500MHz到3800MHz的第二数模转换器电路。因此,第一数模转换器电路和第二数模转换器 电路相较于常规数模转换器电路(其要求最大值-最小值电感比值约为50-100)(参见图6) 可以允许对第一匹配电路和第二匹配电路提供较低要求。
[0179]第一数模转换器和第二数模转换器可以允许在用于移动通信的所有商用频带上 生成模拟射频发射。相较于针对不同的发射频带使用若干发射路径的常规发射机,发射路 径的数量可以被降低。例如,仅两个发射级1630-1、1630-2可以被使用,而不是常规发射机 中的五个或更多个发射级。因此,相较于常规发射机,在包括装置1600的半导体电路上所需 的区域可以被减小。部分节省的区域可以被用于最小化插入损耗以便于降低半导体电路的 电流消耗。
[0180] 换句话说,具有(一个或多个)开关电容器阵列(由具有三个操作状态ON/OFF/tri-state(三态)的单位单元组成)的CAPDAC以及可调谐的匹配网络一起可以允许高效的宽带 操作,这是因为电容器阵列可以是调谐电路的一部分。发射路径的数量被减少。调谐阵列电 容可以减少匹配网络的可调谐性需要。部分节省的区域可以被用在改进匹配网络的插入损 耗,从而降低电流消耗。这可以减少插入损耗和电流消耗。为了高效地覆盖所有LTE频带 (750MHz-3800MHz),可能仅需要两个CAPDAC。相较于标准实施方式,这样可以导致巨大的区 域减小。
[0181] 用于LTE通信的新兴方法是载波聚合,即对复数个分量载波的聚合,以获得增加的 总传输带宽。在这种方法中是带间载波聚合,其中邻近频带的分量载波被聚合。为了在两个 不同频带中实现分量载波的任意聚合,用于提供射频发射信号的装置的示例可以包括四条 发射路径,例如,每一条包括示例性数模转换器电路。例如,四个数模转换器电路中的两个 数模转换器电路可以被用于较低频带(例如,从400MHz至1200MHz),而另外两个数模转换器 电路可以被用于较高频带(例如,从1200MHz至3800MHz)。因此,在较低频带中的两个分量载 波或在较高频带中的两个分量载波可以被聚合。例如,在频带5和12、5和17、1和21或2和4的 分量载波可以被聚合。常规发射机需要至少7条发射路径,即7个常规开关电容器RF DAC,来 实现分量载波的任意组合。因此,相较于常规发射机,在包括用于提供射频发射信号的示例 性装置的半导体电路上所需的区域可以被减小。部分节省的区域可以被用作最小化插入损 耗以便于半导体电路的降低电流消耗。
[0182] 换句话说,对于邻近频带(例如,频带5&12、5&17、1&21、2&4)的带间载波聚合(CA) (它将需要使相应的发射路径翻倍),区域节省争取可以变得甚至更强。至于常规发射机和 上面的频带组合,七个常规CAPDAC将是必要的。使用所提出的宽带CAPDAC方案,仅仅4个 CAPDAC就可足以覆盖任何2xCA情景。
[0183] 相较于常规方法,降低数量的数模转换器电路还可以允许减少信号路径的长度, 该路径用于将作为数字输入信号444的振荡器信号提供给数模转换器电路400。减少长度的 信号路径还可以降低包括用于提供射频发射信号的示例性装置1600的半导体电路的电流 消耗。
[0184] 换句话说,减少CAPDAC数量还可以减少本地振荡器路径的必要长度一进一步提供 了相较于常规方法的电流节省可能性。
[0185] -些示例涉及用于宽带操作的可重新配置的开关电容器RF DAC/开关电容器PA (功率放大器)。
[0186] -些示例涉及高容量架构中所提出的概念的实施方式,在高容量的计算机系统架 构特征和接口中可能包括IA(集成架构)、设备(例如,晶体管)和相关联的制造(mfg)工艺。
[0187] 图17示意性地示出了包括根据本文所述的示例的数模转换器电路100的移动通信 设备或移动电话或用户设备1700的示例。数模转换器电路100可以被包括在根据本文所述 的示例的、用于提供射频发射信号1600的装置中。用于提供射频发射信号1600的装置还包 括耦合至数模转换器电路100的匹配电路1610。移动通信设备1700的天线元件1710可以被 耦合至用于提供射频发射信号1600的装置,以用于将该RF发射信号辐射到环境中或无线地 发送该信号。为了这个目的,移动通信设备可以被提供有改进的发射级和减少的电流消耗。
[0188] 移动通信设备可以包括一个或多个另外的可选特征,该一个或多个另外的可选特 征对应于上述或下述一个或多个示例或所提出的概念的一个或多个方面。
[0189] 图18中的流程图示出了使用多个数模转换器单元的数模信号转换方法的示例。该 方法包括在预定义的时间间隔期间基于数字输入信号向多个数模转换器单元中的第一数 模转换器单元的电容性元件的第一电极交替提供第一电压和第二电压(1800)。该方法还包 括在预定义的时间间隔期间向多个数模转换器单元中的第二数模转换器单元的电容性元 件的第一电极持续提供第三电压(1802)。第一电压高于对应于数字输入信号的第一数字电 平的上限阈值电压,并且第二电压低于对应于数字输入信号的第二数字电平的下限阈值电 压,其中第三电压低于上限阈值电压并高于下限阈值电压。
[0190] 关于上述或下述一个或多个示例或所提及的概念(例如,图1-17)提出了方法的更 多方面和细节。方法可以包括一个或多个另外的可选特征,该一个或多个另外的可选特征 对应于上述或下述一个或多个示例或所提出的概念的一个或多个方面。
[0191] 图19中的流程图示出了使用多个数模转换器单元的另一数模信号转换方法的示 例。方法包括保持第一场效应晶体管和第二场效应晶体管同时处于非导通状态(1900)以将 数模转换器单元切换至三态模式,其中第一场效应晶体管和第二场效应晶体管被连接至单 元控制模块的中间节点。该方法还包括在数模转换器单元处于三态模式的情况中,将中间 节点的电压拉至所期望的偏置电压(1902)。
[0192] 关于上述或下述一个或多个示例或所提及的概念(例如,图1-17)提及了方法的更 多细节和方面。方法可以包括对应于上述或下述一个或多个示例和所提出的概念的一个或 多个方面的一个或多个另外的可选特征。
[0193] 本文所述的示例可以被总结如下:
[0194] 示例1是一种数模转换器电路,包括多个数模转换器单元,该数模转换器单元包 括:第一数模转换器单元,该第一数模转换器单元包括单元控制模块,该单元控制模块被配 置为在预定义的时间间隔期间基于数字输入信号向第一数模转换器单元的电容性元件的 第一电极交替提供第一电压和第二电压,其中第一电压高于对应于数字输入信号的第一数 字阈值电平的上限阈值电压,并且第二电压低于对应于数字输入信号的第二数字阈值电平 的下限阈值电压;该数模转换器电路还包括第二数模转换器单元,该第二数模转换器单元 包括单元控制模块,该单元控制模块被配置为在所述预定义的时间间隔期间向第二数模转 换器单元的电容性元件的第一电极提供第三电压,其中第三电压在预定义的时间间隔期间 持续处于上限阈值电压和下限阈值电压之间。
[0195] 在示例2中,第一数模转换器单元的电容性元件包括被耦合至数模转换器电路的 公共输出节点的第二电极,其中第二数模转换器单元的电容性元件包括被连接至数模转换 器电路的公共输出节点的第二电极。
[0196] 在示例3中,第二数模转换器单元的单元控制模块被配置为基于指示三态模式被 启用的数字三态控制信号提供第三电压。
[0197] 在示例4中,示例1或示例2中的数模转换器电路的第一数模转换器单元的单元控 制模块被配置为基于指示第一数字电平的数字输入信号和指示三态模式被禁用的数字三 态控制信号提供第一电压。
[0198] 在示例5中,数字输入信号是振荡器信号。
[0199] 在示例6中,示例5的振荡器信号的相位适用于不同的符号时间间隔。
[0200] 在示例7中,示例5或6中的、在预定义的时间间隔期间向相应的电容性元件的第一 电极提供持续处于上限阈值电压和下限阈值电压之间的第三电压的数模转换器单元的数 量是基于振荡器信号的频率和/或数模转换器电路的输出功率选择的。
[0201 ]在不例8中,不例5、6或7中的振荡器信号包括在第一发射时间间隔期间的第一频 率和在第二发射时间间隔期间的第二频率。
[0202]在示例9中,在预定义的时间间隔期间向相应的电容性元件的第一电极交替提供 第一电压和第二电压的数模转换器单元的数量是基于数字幅度控制信号选择的。
[0203]在示例10中,示例9中的、在预定义的时间间隔期间向相应的电容性元件的第一电 极持续提供第一电压或第二电压的数模转换器单元的数量是基于数字幅度控制信号选择 的。
[0204]在示例11中,第一数模转换器单元的单元控制模块包括逆变器电路,并且其中第 一数模转换器单元的逆变器电路的输出节点被耦合至该第一数模转换器单元的电容性元 件的第一电极。
[0205]在示例12中,示例11中的第一数模转换器单元的逆变器电路包括至少两个场效应 晶体管,这至少两个场效应晶体管被耦合至第一数模转换器单元的逆变器电路的输出节 点,并且其中该至少两个场效应晶体管被配置为基于数字输入信号进行开关。
[0206] 在示例13中,示例12中的第一数模转换器单元的单元控制模块还包括至少一个偏 置模块,该至少一个偏置模块被配置为在至少两个场效应晶体管同时处于非导通状态的情 况下,将第一数模转换器单元的逆变电路的输出节点偏置到第三电压,其中该偏置模块具 有一定电阻,该电阻低于逆变电路的至少两个场效应晶体管中的每一个处于非导通状态时 的电阻,并且高于至少两个场效应晶体管中的每一个处于导通状态时的电阻。
[0207] 在示例14中,示例13中的数模转换器电路的偏置模块包括至少一个电阻,该至少 一个电阻连接在偏置电压源和第一数模转换器单元的逆变电路的输出节点之间,其中至少 一个电阻具有一定电阻,该电阻低于逆变电路的至少两个场效应晶体管中的每一个处于非 导通状态时的电阻,并且高于至少两个场效应晶体管中的每一个处于导通状态时的电阻。 [0 208]在不例15中,不例13中的数模转换器电路的偏置模块包括至少一个场效应晶体 管,这至少一个场效应晶体管连接在偏置电压源和第一数模转换器单元的逆变电路的输出 节点之间,其中偏置模块的至少一个场效应晶体管被配置为在逆变电路的至少两个场效应 晶体管同时处于非导通状态的情况下提供第三电压。
[0209]在不例16中,不例15中的数模转换器电路的偏置模块包括在偏置电压源和第一数 模转换器单元的逆变电路的输出节点之间的多个串联的场效应晶体管,其中偏置模块的多 个场效应晶体管被配置为在逆变器电路的至少两个场效应晶体管同时处于非导通状态的 情况下提供第三电压。
[0210] 在示例17中,第一数模转换器单元被分配给多个单元行中的第一单元行和多个单 元列中的第一单元列,其中第二数模转换器单元被分配给多个单元行中的第二单元行和多 个单元列中的第二单元列。
[0211] 在示例18中,示例17中的数模转换器电路的第二单元行中的所有单元被提供有相 同的数字三态控制信号,以控制第二单元行的数模转换器单元的三态模式,或者示例17中 的数模转换器电路的第二单元列中的所有单元被提供有相同的数字三态控制信号,以控制 第二单元列的数模转换器单元的三态模式。
[0212] 在示例19中,第一数模转换器单元包括至少另一个电容性元件,其中第一数模转 换器单元的单元控制模块被配置为在预定义的时间间隔期间向该另一个电容性元件的第 一电极交替提供第一电压和第二电压,或者向该另一个电容性元件的第一电极持续提供第 三电压。
[0213] 在示例20中,示例19中的数模转换器电路的第二数模转换器单元包括至少另一个 电容性元件,其中该第二数模转换器单元的单元控制模块被配置为在预定义的时间间隔期 间向该另一个电容性元件的第一电极交替提供第一电压和第二电压,并且其中对于第一数 模转换器单元和第二数模转换器单元来说,被交替提供有第一电压和第二电压的电容性元 件的数量可以相等。
[0214] 在示例21中,示例19或20中的数模转换器电路的第一数模转换器单元的两个电容 性元件形成差分电容性元件,其中第一数模转换器单元的单元控制模块被配置为向差分电 容性元件的两个电容性元件中的一个电容性元件的第一电极提供第一电压,并向该差分电 容性元件的两个电容性元件中的另一电容性元件提供第二电压。
[0215] 示例22是一种用于提供射频发射信号的装置,包括:至少一个根据示例1至21中的 任意一者的数模转换器电路,该数模转换器电路被配置为基于数字基带发射信号生成模拟 射频发射信号;以及耦合至该数模转换器电路的匹配电路,其中匹配电路提供给数模转换 器电路的电感是可调节的。
[0216] 在示例23中,示例22中的用于提供射频发射信号的装置包括根据示例1至21中的 任意一者的第二数模转换器电路,其中第一数模转换器电路被配置为生成具有第一频率范 围内的载波频率的模拟射频发射信号,并且其中第二数模转换器电路被配置为生成具有第 二频率范围内的载波频率的模拟射频发射信号。
[0217] 在示例24中,示例23中的用于提供射频发射信号的装置中的第一频率范围为 400MHz到1200MHz,并且第二频率范围为1200MHz到3800MHz。
[0218] 在示例25中,用于提供射频发射信号的装置还包括耦合在匹配电路和数模转换器 电路的公共输出节点之间的功率放大器,其中功率放大器被配置为放大射频发射信号并向 天线元件提供经放大的射频发射信号。
[0219] 示例26是一种数模转换器电路,包括多个数模转换器单元,其中多个数模转换器 单元中的数模转换器单元包括:连接到第一场效应晶体管的栅极和第二场效应晶体管的栅 极的单元控制模块,其中第一场效应晶体管和第二场效应晶体管被连接至该数模转换器单 元的中间节点,其中该单元控制模块被配置为保持第一场效应晶体管和第二场效应晶体管 同时处于非导通状态,以将该数模转换器单元切换至三态模式;数模转换器单元还包括被 耦合至该数模转换器单元的中间节点偏置模块,其中偏置模块被配置为在数模转换器单元 处于三态模式的情况下将中间节点的电压拉至所期望的偏置电压。
[0220] 在示例27中,示例26中的单元控制模块被配置为基于指示三态模式被启用的数字 三态控制信号保持第一场效应晶体管和第二场效应晶体管处于非导通状态。
[0221] 在示例28中,示例26或27中的数模转换器电路的偏置模块包括至少一个电阻器, 该至少一个电阻器被连接在偏置电压源和该数模转换器单元的中间节点之间,其中该至少 一个电阻器具有一定电阻,该电阻低于数模转换器单元的至少两个场效应晶体管中的每一 个处于非导通状态时的电阻,并且高于数模转换器单元的至少两个场效应晶体管中的每一 个处于导通状态时的电阻。
[0222] 在示例29中,示例26或27中的数模转换器电路的偏置模块包括至少一个场效应晶 体管,该至少一个场效应晶体管被连接在偏置电压源和数模转换器单元的中间节点之间, 其中至少一个场效应晶体管被配置为在数模转换器单元的至少两个场效应晶体管同时处 于非导通状态的情况下提供偏置电压。
[0223]在示例30中,示例29中的数模转换器电路的偏置模块包括在偏置电压源和数模转 换器单元的中间节点之间的多个串联的场效应晶体管,其中这多个串联的场效应晶体管被 配置为在数模转换器单元的至少两个场效应晶体管同时处于非导通状态的情况下提供偏 置电压。
[0224] 示例31是一种收发机,该收发机包括根据示例1至21中的任意一者的数模转换器 电路,或者根据示例22至25中的任意一者的用于提供射频发射信号的装置,或者根据示例 26至30中的任意一者的数模转换器电路。
[0225] 示例32是一种移动通信设备,包括根据示例22至25中的任意一者的用于提供射频 发射信号的装置或根据示例31的收发机。
[0226] 示例33是一种用于数模转换的装置,其包括多个用于数模转换的单元装置,该多 个用于数模转换包括:第一用于数模转换的单元装置,其包括用于控制单元的装置,该用于 控制单元的装置被配置为在预定义的时间间隔期间基于数字输入信号向第一用于数模转 换的单元装置的用于提供电容的装置的第一用于电荷累积的装置交替提供第一电压和第 二电压,其中第一电压高于对应于数字输入信号的第一数字阈值电平的上限阈值电压,并 且第二电压低于对应于数字输入信号的第二数字阈值电平的下限阈值电压;以及第二用于 数模转换的单元装置,其包括用于控制单元的装置,该用于控制单元的装置被配置为在预 定义的时间间隔期间向第二用于数模转换的单元装置的用于提供电容的装置的第一用于 电荷累积的装置提供第三电压,其中第三电压在预定义的时间间隔期间持续处于上限阈值 电压和下限阈值电压之间。
[0227] 在示例34中,第一用于数模转换的单元装置的用于提供电容的装置包括第二用于 累积电荷的装置,该第二用于累积电荷的装置其被耦合至该用于数模转换的装置的用于提 供输出的公共装置,其中第二用于数模转换的单元装置的用于提供电容的装置包括第二用 于累积电荷的装置,该第二用于累积电荷的装置被连接至该用于数模转换的装置的用于提 供输出的公共装置。
[0228]示例35是一种用于数模转换的装置,包括多个用于数模转换的单元装置,其中多 个用于数模转换的单元装置中的用于数模转换的单元装置包括:用于控制的装置,其被连 接至第一用于切换的装置的用于切换控制的装置和第二用于切换的装置的用于切换控制 的装置,其中第一用于切换的装置和第二用于切换的装置被连接至该用于数模转换的单元 装置的用于提供中间节点的装置,其中用于控制的装置被配置为保持第一用于切换的装置 和第二用于切换的装置同时处于非导通状态,以将该用于数模转换的单元装置切换至三态 模式;以及用于偏置的装置,其被耦合至用于提供中间节点的装置,其中用于偏置的装置被 配置为在用于数模转换的单元装置处于三态模式的情况中将用于提供中间节点的装置的 电压拉至所期望的偏置电压。
[0229]在示例36中,示例35中的用于数模转换的装置的用于控制装置被配置为基于指示 三态模式被启用的数字三态控制信号将第一用于切换的装置和第二用于切换的装置保持 处于非导通状态。
[0230]示例37是一种使用多个数模转换器单元的数模转换方法,包括:在预定义的时间 间隔期间基于数字输入信号向多个数模转换器单元中的第一数模转换器单元的电容性元 件的第一电极交替提供第一电压和第二电压,其中第一电压高于对应于数字输入信号的第 一数字阈值电平的上限阈值电压,并且第二电压低于对应于数字输入信号的第二数字阈值 电平的下限阈值电压;并且在所述预定义的时间间隔期间向多个数模转换器单元中的第二 数模转换器单元的电容性元件的第一电极提供第三电压,其中第三电压在预定义的时间间 隔期间持续处于上限阈值电压和下限阈值电压之间。
[0231]在示例38中,示例37的方法中的提供第三电压是基于指示三态模式被启用的数字 二态控制彳目号。
[0232] 在示例39中,示例37的方法中的提供第一电压是基于指示第一数字电平的数字输 入信号和指示三态模式被禁用的数字三态控制信号。
[0233] 在示例40中,前述示例中的任何一者的方法中的数字输入信号是振荡器信号。 [0234]在示例41中,示例40的方法中的振荡器信号的相位适用于不同的符号时间间隔。
[0235] 在示例42中,示例40或41的方法还包括:在预定义的时间间隔期间向相应的电容 性元件的第一电极提供持续处于上限阈值电压和下限阈值电压之间的第三电压的数模转 换器单元的数量是基于振荡器信号的频率和/或数模转换器电路的输出功率来选择的。
[0236] 在示例43中,示例40至42中的任意一者的振荡器信号包括在第一发射时间间隔期 间的第一频率和在第二发射时间间隔期间的第二频率。
[0237] 在示例44中,方法还包括:在预定义的时间间隔期间向相应的电容性元件的第一 电极交替提供第一电压和第二电压的数模转换器单元的数量是基于数字幅度控制信号来 选择的。
[0238] 在示例45中,示例44的方法还包括:在预定义的时间间隔期间向相应的电容性元 件的第一电极持续提供第一电压或第二电压的数模转换器单元的数量是基于数字幅度控 制信号来选择的。
[0239]在示例46中,示例37至45中的任何一者的方法中的第一数模转换器单元被分配给 多个单元行中的第一单元行和多个单元列中的第一单元列,其中第二数模转换器单元被分 配给多个单元行中的第二单元行和多个单元列中的第二单元列,并且其中该方法还包括: 向第二单元行中的所有单元提供相同的数字三态控制信号,以控制第二单元行的数模转换 器单元的三态模式,或者向第二单元列中的所有单元提供相同的数字三态控制信号,以控 制第二单元列的数模转换器单元的三态模式。
[0240]在示例47中,前述示例中的任何一者的方法中的第一数模转换器单元包括至少另 一个电容性元件,其中该方法还包括:在预定义的时间间隔期间向该另一个电容性元件的 第一电极交替提供第一电压和第二电压,或者向该另一个电容性元件的第一电极持续提供 第三电压。
[0241]在示例48中,示例47的方法中的第二数模转换器单元包括至少另一个电容性元 件,其中该方法还包括:在预定义的时间间隔期间向该另一个电容性元件的第一电极交替 提供第一电压和第二电压,并且其中对于第一数模转换器单元和第二数模转换器单元来 说,被交替提供有第一电压和第二电压的电容性元件的数量相等。
[0242]在示例49中,示例47或48的方法中的第一数模转换器单元的两个电容性元件形成 差分电容性元件,其中该方法还包括:向差分电容性元件的两个电容性元件中的一个电容 性元件的第一电极提供第一电压,并向该差分电容性元件的两个电容性元件中的另一电容 性元件提供第二电压。
[0243] 示例50是一种使用多个数模转换器单元的数模转换方法,其中操作多个数模转换 器单元中的一个数模转换器单元包括:保持第一场效应晶体管和第二场效应晶体管同时处 于非导通状态,以将该数模转换器单元切换至三态模式,其中第一场效应晶体管和第二场 效应晶体管被连接至该数模转换器单元的中间节点,并且在数模转换器单元处于三态模式 的情况下,将中间节点的电压拉至所期望的偏置电压。
[0244] 示例51是一种存储有程序的计算机可读存储介质,该程序具有程序代码,所述程 序当在计算机或处理器上被执行时,实现示例37至50中的任意一者的方法。
[0245] 示例52是一种具有程序代码的计算机程序,该计算机程序当在计算机或处理器上 被执行时,实现示例37至50中的任意一者的方法。
[0246] 示例还可以包括具有程序代码的计算机程序,当该计算机程序在计算机或处理器 上被执行时,实现上述方法中的一者。本领域的技术人员将认识到上述各种方法的步骤可 以由编程的计算机实现。在本文中,一些示例还意在涵盖程序存储设备,例如,数字数据存 储介质,它们是机器或计算机可读的并且编码机器可执行或计算机可执行的程序指令,其 中,这些指令执行上述方法中的部分或全部动作。程序存储设备例如可以是数字存储器、磁 存储介质,比如,磁盘和磁带、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。这些示例还意图 涵盖被编程以执行上述方法的动作的计算机或被编程以执行上述方法的动作的(现场)可 编程逻辑阵列((F)PLA)或(现场)可编程门阵列((F)PGA)。
[0247] 说明书和附图仅对本公开的原理进行了说明。因此,尽管本文没有明确地说明或 示出,但是将理解的是本领域的技术人员能够想到体现本公开的原理以及包含在本公开的 精神和范围内的各种布置。此外,本文列举的所有示例只是出于教导目的,主要意图在于帮 助读者理解(一个或多个)发明人提出的本公开的原理和概念,从而推进本领域的研究,应 该理解本公开并非限制于这些详细列举的示例和条件。另外,在本文中叙述本公开的原理、 方面和示例及其具体示例的所有陈述旨在涵盖其等同物。
[0248] 表示"用于…的装置"(实现特定功能)的功能块应被理解为是包含被配置为分别 执行一定功能的电路的功能块。因此,"用于…的装置"也可以被理解为"被配置为或适用 于…的装置"。因而,被配置为执行特定功能的装置并非暗示该装置必须(在给定时刻)正在 实现该功能。
[0249] 图中所示的各种元件(包括被标记为"装置"、"用于提供传感器信号的装置"、"用 于生成发送信号的装置"等的任何功能块)的功能可以通过使用专用硬件来实现,该专用硬 件例如是"信号提供器"、"信号处理单元"、"处理器"、"控制器"等,也可以是能够与适当的 软件关联地执行软件的硬件。此外,本文描述为"装置"的任何实体可以相当于或被实现为 "一个或多个模块"、"一个或多个设备"、"一个或多个单元"等。当被处理器提供时,功能可 由单个专用处理器、单个共享处理器、或若干独立处理器(它们中的部分可以被共享)提供。 此外,术语"处理器"或"控制器"的明确使用不应当被解释为只涉及能够执行软件的硬件, 而是隐含地包括但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、 现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非 易失性存储装置。还可以包括其它常用和/或自定义的硬件。
[0250]本领域的技术人员应该理解的是本文的任意框图代表体现本公开的原理的说明 性电路的概念视图。同样将理解是任何流程图表、流程示意图、状态转换图、伪代码等表示 的各种处理可由计算机可读介质实质表示并且可由计算机或处理器执行,不论计算机或处 理器是否被明确表示出来。
[0251] 此外,下面的权利要求书在此被并入【具体实施方式】中,其中每一项权利要求可以 基于其本身作为单独示例。尽管每项权利要求可以基于其本身作为单独示例,但是要注意 的是,虽然在权利要求书中从属权利要求涉及一项或多项其它权利要求的特定组合,但是 其它示例也可以包括该从属权利要求与彼此从属或独立的权利要求的组合。除非声明没有 特定组合,否则本文提出了这样的组合。另外,即使一项权利要求不直接从属于某一独立权 利要求,任何其他独立权利要求仍可包含该权利要求的特征。
[0252] 进一步需要注意的是,在说明书或权利要求中公开的方法可以由这样的设备来实 现,其具有用于执行这些方法的各个动作中的每一个动作的装置。
[0253] 此外,应当理解的是,在说明书或权利要求中公开的多种动作或功能的公开不应 被理解为具有特定的顺序。因此,对多种动作或功能的公开不将它们限制于特定的顺序,除 非这些动作或功能出于技术原因是不可互换的。另外,在一些示例中,单个动作可以包括或 者可以被分成多个子动作。这些子动作可以被包含在该单个动作中或作为该单个动作的一 部分,除非明确地排除了这种可能性。
【主权项】
1. 一种数模转换器电路(400),包括: 多个数模转换器单元(410),这些数模转换器单元(410)包括: 第一数模转换器单元(410-1 ),该第一数模转换器单元(410-1)包括单元控制模块 (414-1),该单元控制模块(414-1)被配置为在预定义的时间间隔期间基于数字输入信号向 所述第一数模转换器单元(410-1)的电容性元件(411-1)的第一电极(412-1)交替提供第一 电压和第二电压,其中所述第一电压高于对应于所述数字输入信号的第一数字阈值电平的 上限阈值电压,并且所述第二电压低于对应于所述数字输入信号的第二数字阈值电平的下 限阈值电压,以及 第二数模转换器单元(410-2),该第二数模转换器单元(410-2)包括单元控制模块 (414-2),该单元控制模块(414-2)被配置为在所述预定义的时间间隔期间向所述第二数模 转换器单元(410-2)的电容性元件(411-2)的第一电极(412-2)提供第三电压,其中所述第 三电压在所述预定义的时间间隔期间持续处于所述上限阈值电压和所述下限阈值电压之 间。2. 如权利要求1所述的数模转换器电路,其中所述第一数模转换器单元的电容性元件 包括被耦合至所述数模转换器电路的公共输出节点的第二电极,其中所述第二数模转换器 单元的电容性元件包括被连接至所述数模转换器电路的公共输出节点的第二电极。3. 如权利要求1或2所述的数模转换器电路,其中所述第二数模转换器单元的单元控制 模块被配置为基于指示三态模式被启用的数字三态控制信号(466)提供所述第三电压。4. 如权利要求1或2所述的数模转换器电路,其中所述第一数模转换器单元的单元控制 模块被配置为基于指示第一数字电平的所述数字输入信号和指示三态模式被禁用的数字 三态控制信号(466)提供所述第一电压。5. 如权利要求1所述的数模转换器电路,其中所述数字输入信号是振荡器信号。6. 如权利要求5所述的数模转换器电路,其中所述振荡器信号的相位适用于不同的符 号时间间隔。7. 如权利要求5或6所述的数模转换器电路,其中在所述预定义的时间间隔期间向相应 的电容性元件的第一电极提供持续处于所述上限阈值电压和所述下限阈值电压之间的所 述第三电压的数模转换器单元的数量是基于所述振荡器信号的频率和/或所述数模转换器 电路的输出功率选择的。8. 如权利要求5所述的数模转换器电路,其中所述振荡器信号包括在第一发射时间间 隔期间的第一频率和在第二发射时间间隔期间的第二频率。9. 如权利要求1所述的数模转换器电路,其中在所述预定义的时间间隔期间向相应的 电容性元件的第一电极交替提供所述第一电压和所述第二电压的数模转换器单元的数量 是基于数字幅度控制信号选择的。10. 如权利要求9所述的数模转换器电路,其中在所述预定义的时间间隔期间向相应的 电容性元件的第一电极持续提供所述第一电压或所述第二电压的数模转换器单元的数量 是基于数字幅度控制信号选择的。11. 如权利要求1所述的数模转换器电路,其中所述第一数模转换器单元的单元控制模 块包括逆变器电路(770),并且 其中所述第一数模转换器单元的逆变器电路的输出节点(750)被耦合至所述第一数模 转换器单元的电容性元件的第一电极。12. 如权利要求11所述的数模转换器电路,其中所述第一数模转换器单元的逆变器电 路包括至少两个场效应晶体管(710、720),这两个场效应晶体管(710、720)被耦合至所述第 一数模转换器单元的所述逆变器电路的输出节点,并且 其中所述至少两个场效应晶体管被配置为基于所述数字输入信号进行开关。13. 如权利要求12所述的数模转换器电路,其中所述第一数模转换器单元的单元控制 模块还包括至少一个偏置模块(1010),该至少一个偏置模块(1010)被配置为在所述至少两 个场效应晶体管同时处于非导通状态的情况下将所述第一数模转换器单元的逆变电路的 输出节点偏置到所述第三电压,并且 其中所述偏置模块具有一定电阻,该电阻低于所述逆变电路的至少两个场效应晶体管 中的每一个在处于所述非导通状态时的电阻,并且高于所述至少两个场效应晶体管中的每 一个处于导通状态时的电阻。14. 如权利要求13所述的数模转换器电路,其中所述偏置模块包括至少一个电阻 (1110),这至少一个电阻(1110)连接在偏置电压源(1120)和所述第一数模转换器单元的逆 变电路的输出节点之间,并且 其中所述至少一个电阻(1110)具有一定电阻,该电阻低于所述逆变电路的至少两个场 效应晶体管中的每一个处于所述非导通状态时的电阻,并且高于所述至少两个场效应晶体 管中的每一个处于导通状态时的电阻。15. 如权利要求13所述的数模转换器电路,其中所述偏置模块包括至少一个场效应晶 体管(1211、1212、1310),这至少一个场效应晶体管(1211、1212、1310)连接在偏置电压源和 所述第一数模转换器单元的逆变电路的输出节点之间,并且 其中所述偏置模块的至少一个场效应晶体管被配置为在所述逆变电路的至少两个场 效应晶体管同时处于非导通状态时提供所述第三电压。16. -种包括多个数模转换器单元(1000)的数模转换器电路,其中所述多个数模转换 器单元中的数模转换器单元包括: 单元控制模块(414),该单元控制模块(414)连接至第一场效应晶体管(710)的栅极和 第二场效应晶体管(720)的栅极, 其中所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管被连接至所述数模转换器单元 (1000)的中间节点(750), 其中所述单元控制模块(414)被配置为保持所述第一场效应晶体管(710)和所述第二 场效应晶体管(720)同时处于非导通状态,以将所述数模转换器单元切换至三态模式;以及 偏置模块(1010),该偏置模块(1010)被耦合至所述数模转换器单元(1000)的所述中间 节点, 其中所述偏置模块(1010)被配置为在所述数模转换器单元处于所述三态模式的情况 下将所述中间节点的电压拉至所期望的偏置电压。17. 如权利要求16所述的数模转换器电路,其中所述单元控制模块被配置为基于指示 所述三态模式被启用的数字三态控制信号(466)保持所述第一场效应晶体管和所述第二场 效应晶体管处于所述非导通状态。18. 如权利要求16或17所述的数模转换器电路,其中所述偏置模块包括至少一个电阻 (1110),这至少一个电阻(1110)连接在偏置电压源(1120)和所述数模转换器单元(1000)的 所述中间节点之间,并且 其中所述至少一个电阻(1110)具有一定阻抗,该阻抗低于所述数模转换器单元(1000) 的所述至少两个场效应晶体管中的每一个处于所述非导通状态时的阻抗,并且高于所述数 模转换器单元(1000)的所述至少两个场效应晶体管中的每一个处于导通状态时的阻抗。19. 如权利要求16或17所述的数模转换器电路,其中所述偏置模块包括至少一个场效 应晶体管(1211、1212、1310),这至少一个场效应晶体管(1211、1212、1310)连接在偏置电压 源(1120)和所述数模转换器单元(1000)的所述中间节点之间,并且 其中所述至少一个场效应晶体管被配置为在所述数模转换器单元(1000)的所述至少 两个场效应晶体管同时处于所述非导通状态的情况下提供所述偏置电压。20. 如权利要求19所述的数模转换器电路,其中所述偏置模块包括在所述偏置电压源 和所述数模转换器单元(1000)的所述中间节点之间的多个串联的场效应晶体管(1310-1、 1310-2、1310-3),并且 其中所述多个串联的场效应晶体管(1310-1、1310-2、1310-3)被配置为在所述数模转 换器单元(1000)的所述至少两个场效应晶体管同时处于所述非导通状态的情况下提供所 述偏置电压。21. -种收发机,该收发机包括根据权利要求1至15中的任何一项所述的数模转换器电 路或根据权利要求16至20中的任何一项所述的数模转换器电路。22. -种移动通信设备(1700),包括根据权利要求21所述的收发机。23. -种使用多个数模转换器单元的数模转换方法,包括: 在预定义的时间间隔期间,基于数字输入信号向所述多个数模转换器单元中的第一数 模转换器单元的电容性元件的第一电极交替提供第一电压和第二电压,其中所述第一电压 高于对应于所述数字输入信号的第一数字阈值电平的上限阈值电压,并且所述第二电压低 于对应于所述数字输入信号的第二数字阈值电平的下限阈值电压,以及 在所述预定义的时间间隔期间,向第二数模转换器单元的电容性元件的第一电极提供 第三电压,其中所述第三电压在所述预定义的时间间隔期间持续处于所述上限阈值电压和 所述下限阈值电压之间24. -种使用多个数模转换器单元的数模转换方法,其中操作所述多个数模转换器单 元中的一个数模转换器单元包括: 保持第一场效应晶体管和第二场效应晶体管同时处于非导通状态,以将所述数模转换 器单元切换至三态模式,并且 其中所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管被连接至所述数模转换器单元 的中间节点, 在所述数模转换器单元处于所述三态模式的情况下将所述中间节点的电压拉至所期 望的偏置电压。25. -种存储有程序的计算机可读存储介质,所述程序具有程序代码,所述程序当在计 算机或处理器上被执行时,实现权利要求23或24所述的方法。
【文档编号】H03M1/66GK106027056SQ201610110052
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年2月26日
【发明人】斯蒂芬·洛伊施纳, 迈克尔·富尔德, 丹尼尔·斯拉, 格哈德·克诺伯林格
【申请人】英特尔Ip公司
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